Akarsu kıvrımlarını geçen dairesel kesitli boru hatları etrafında oyulma derinliklerinin incelenmesi

Abstract

Su, petrol, gaz ya da diğer sıvıları nehirden geçiren boru hatları genellikle yatağa gömülüdür. Borular, nehrin yatağında akımın sebep olduğu genel bir oyulma durumunda, kısmen akım hareketine maruz kalırlar. Hareketli bir yatağa yerleştirilmiş boru hattında oluşan oyulmanın tahmini boru hattı mühendislik pratiğinde önemli bir problemdir. Bu çalışmada, dairesel 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) boyutsuzları elde edilmiştir. Birinci bölümde, oyulma hareketi incelenmiş ve bu harekete etki eden faktörler tanımlanmıştır. Ayrıca çeşitli engellerden dolayı akımda ve tabanda meydana gelen değişiklikler üzerinde durulmuştur. İkinci bölümde, sınır tabakası ve su yüzü profilleri ele alınmıştır. Üçüncü kısımda, katı madde hareketi ve engelin katı madde hareketine etkileri üzerinde durulmuştur. Dördüncü bölümde, boru hatları etrafında meydana gelen oyulmalarla ilgili yapılmış çalışmalara ve sayısal modellemelere yer verilmiştir. Beşinci bölümde, konuyla ilgili yapılan deneysel çalışmadan bahsedilmiştir. Altıncı ve Yedinci bölümde, deney sonuçları değerlendirilmiştir. Altıncı bölümde, deneysel çalışmadan elde edilen oyulma derinliklerinin çeşitli çaplara bağlı olarak değişimini veren eğriler çizilmiş ve regresyon analizi yapılmıştır. Deneyler dikdörtgen kanalda yapılmış ve üç farklı çaptaki borular taban üzerine yerleştirilmiştir. Sonuçlar, Akımın Froude sayısının oyulma sürecine önemli ölçüde etki ettiğini göstermiştir. Oyulma çukurunun karakteristik boyutları ile akımın Froude sayısı arasında iyi bir korelasyon elde edilmiştir.