بررسی آزمایشگاهی رفتار خطوط لوله زیر دریایی روی بستر فرسایشی، تحت ارتعاشات ناشی از گردابه ها در اثر عبور جریان ماندگار
[پایاننامه]
/محمدجواد امامقلی زاده بابلی
دانشگاه صنعتی سهند
، ۱۳۹۱
۱۲۹ ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
مهندسی عمران
دانشگاه صنعتی سهند
خطوط لوله مناسبترین روش انتقال نفت و گاز استخراج شده از مخازن هیدروکربنی بستر دریاها به سکوها یا به خشکی میباشند .بدین جهت طراحی و مطالعات رفتاری خطوط لوله نفتی در بستر دریا حائز اهمیت است .یکی از مسائل مهم در این زمینه وقوع پدیده گردابه فرافکنی در پشت لوله در اثر عبور جریان از اطراف آن میباشد .وجود لوله باعث تغییر الگوی جریان در اطراف لوله به ویژه در پشت لوله شده وتغییرات الگوی جریان باعث افزایش تنش برشی و درجه آشفتگی در اطراف لوله میشود .همچنین با افزایش سرعت جریان و جدایی آن از جداره لوله، پیچک هایی در پشت لوله به وجود میآید.گردابههای بوجود آمده با فرکانس خاصی انتشار مییابند که اگر فرکانس این گردابه ها با فرکانس طبیعی لوله یکی شود باعث تشدید ارتعاش لوله شده و مخاطرات را افزایش میدهد و میتواند در مقاومت لوله در برابر نیروهای ایجاد شده تاثیر گذار باشد که معمولا منجر به خستگی و نهایتا شکست لوله میگردد و این امر مسلما باعث خسارات مالی و زیست محیطی خواهد شد. در این پژوهش رفتار ارتعاشی و آبشستگی منتجه در زیر لوله با دو درجه آزادی بهصورت آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است .پارامترهای بدون بعد مختلفی در نظر گرفته شده و با استفاده از آنها رفتار خط لوله در ترازهای مختلف از بستر تحلیل شده است .در ادامه به منظور ارائه راهکار برای کاهش پاسخ ارتعاشی و آبشستگی از صفحات شکافنده جریان استفاده شده و تاثیر عوامل مختلف همچون عرض صفحه، زوایای قرارگیری و عدد رینولدز مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. به منظور مطالعه پارامترهای بدون بعد مختلف، مدل آزمایشگاهی طراحی و ساخته شده و برای برداشت دادههای آزمایشگاهی از فن پردازش تصویر که امکان اندازهگیری بدون تماس را فراهم میکند، استفاده گردیده است .کدبرنامهای به منظور پردازش تصویر و استخراج پارامترهای ارتعاشی، در نرمافزار Matlab نوشته شده است. نتایج حاصل نشانگر آن میباشد که وجود لوله در نزدیکی بستر و وجود لایه مرزی، گودال آبشستگی و انباشت رسوب، تاثیری زیاد برروی دامنه و همچنین فرکانس ارتعاش لوله دارد .در نهایت، مشاهده شد که استفاده از صفحات تحت زوایای بین ۰ تا ۳۰ درجه باعث کاهش دامنه و عمق گودال آبشستگی میشود، ولی استفاده از صفحه در زوایای بین ۶۰ تا ۹۰ افزایش شدید آن را بهدنبال خواهد داشت .