Akarsuları geçen boru hatları etrafındaki yerel oyulmaların incelenmesi

Abstract

Su, petrol, gaz ve benzeri sıvıları taşıyan boru hatları, çoğu zaman bir akarsu, göl ya da denizi geçmek zorunda kalmaktadır. Yatak üzerinde veya yatağa gömülü olarak yerleştirilen bu boru hatları etrafında, akım etkisi ile oyulmalar görülmektedir. Akım yönüne dik yerleştirilen bu boru hatları etrafında oluşacak oyulmaların tahmin edilebilmesi, mühendislik çalışmaları açısından son derece önemlidir. Bu çalışmada, dairesel ve kutu kesitli borular kullanılarak yapılan deneyler konu edilmektedir. Yapılan boyut analizi sonucu, rölatif akım derinliği (yn/D), borunun Reynolds sayısı (Re) ve akımın Froude sayısına (Fr) bağlı olarak, rölatif denge oyulma derinliği (S/D) ve rölatif oyulma çukuru genişliği (L/D) boyutsuzları elde edilmiştir. Birinci bölümde, oyulma hareketi tanımlanmış ve bu harekete etki eden faktörler incelenmiştir. Ayrıca çeşitli engellerden dolayı akımda ve tabanda meydana gelen değişiklikler üzerinde durulmuştur. İkinci bölümde, katı madde hareketi ve engelin katı madde hareketine etkileri üzerinde durulmuştur. Üçüncü kısımda oyulma hadisesinin genel olarak incelenmesi yapılmış ve boru hatları etrafındaki vorteksden dolayı oluşan iki boyutlu akım konusu incelenmiştir. Dördüncü bölümde ise konuyla ilgili yapılan deneysel çalışmadan bahsedilmiştir. Beşinci ve altıncı bölümlerde, deney sonuçlan değerlendirilmiştir. Beşinci bölümde, deneysel çalışmadan elde edilen oyulma derinliklerinin çeşitli çaplara bağlı olarak değişimini veren eğriler çizilmiştir. Deneyler dikdörtgen kanalda yapılmış ve üç farklı çaptaki borular taban üzerine yerleştirilmiştir. Sonuçlar, rölatif akım derinliğinin (yn/D) oyulma sürecine etkisinin ihmal edilebilecek mertebede olduğunu, bunun aksine, akımın Froude sayısının oyulma sürecine önemli ölçüde etki ettiğini göstermiştir. Oyulma çukurunun karakteristik boyutları ile akımın Froude sayısı arasında iyi bir korelasyon elde edilmiştir.