بررسی اثر قطر لوله مستغرق بر کنترل آبشستگی اطراف آن در بستر رودخانه

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 4، دوره 13، شماره 46، آبان 1399، صفحه 45-56   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

فریده کرم زاده؛ علیرضا مسجدی^* ؛ محمد حیدرنژاد؛ امیر عباس کمان بدست؛ امین بردبار

گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

تاریخ دریافت: 06 آبان 1397،  تاریخ بازنگری: 16 فروردین 1398،  تاریخ پذیرش: 12 آبان 1399 

چکیده

در این مطالعه به منظور بررسی اثر قطر لوله مستغرق در کنترل آبشستگی، آزمایش هائی در یک فلوم آزمایشگاهی در مسیر مستقیم انجام گرفت. در این تحقیق با قرار دادن یک لوله استوانه ای به همراه تیغه در زیر آن در دو حالت با وجود تیغه و بدون تیغه در زیر آنها اقدام به انجام یک سری آزمایش گردید. آزمایش ها با استفاده از چهار قطر مختلف لوله، چهار طول تیغه، پنج مکان قرارگیری بصورت افقی در زیر لوله در یک شدت جریان ثابت در حالت آب زلال انجام شد.در انتهای هر آزمایش طول و عمق آبشستگی در زیر لوله اندازه گیری شد.نتایج این تحقیق نشان داد در کلیه شرایط، مکان قرارگیری تیغه در زیر لوله و افزایش قطر لوله عامل موثر در اندازه عمق آبشستگی در اطراف آن می باشد. همچنین در کلیه شرایط استفاده از تیغه طولی در مقایسه با حالت بدون تیغه، باعث افزایش درصد کاهش عمق آبشستگی در اطراف لوله مستغرق می شود. بطوریکه در قطر 1/3 سانتی‎متر استفاده از تیغه با طول 2/5سانتی‎متر و محل قرارگیری تیغه از مرکز لوله به پایین دست بطور متوسط باعث کاهش عمق آبشستگی در حدود ۷۰ درصد نسبت به حالت بدون تیغه می‎شود.

کلیدواژه‌ها

تیغه؛ قطر لوله؛ عمق آبشستگی؛ طول آبشستگی

عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of submerged pipe diameter on the control of scour in river bed

نویسندگان [English]

Fariedeh karamzadeh؛ Alireza Masjedi؛ Mohammad Heidarnejad؛ Amir Abbas Kamanbedast؛ Amin Bordbar

Department of Water Science and Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.

چکیده [English]

The effect of submerged pipe diameter on scour controlling a direct laboratory flume was experimentally studied. Experiments were carried out on a cylindrical pipe with or without a lower blade. For these experiments, four pipe diameters, four blade lengths, and five horizontal placement modes for the lower blade were considered using a constant discharge under clear-water conditions. At the end of each experiment, the length and depth of scour beneath the pipe were measured. According to the results, the location of the lower blade and increased pipe diameter affect the scour depth around the pipe. In all cases, the use of a longitudinal blade caused an increase in the percentage of scour depth reduction around the submerged pipe. For a pipe with a diameter of 3.1 cm, the use of a blade length of 2.5 cm downstream the center of the pipe reduced the scour length by 70% on average as compared to the pipe without a lower blade.

کلیدواژه‌ها [English]

Blade, Pipe diameter, Scours depth, Submarine pipelines

مراجع

1)        Chiew, Y., (1991), Prediction of maximum scour depth at submarine pipelines, Journal Hydraulic Engineering,117(4), p. 452-466.

2)        Ibrahim, A. and Nalluri, C., (1986), Scour prediction around marine pipelines, Proc.5th International Symp.on Offshore Mechanic and Arctic Engineering, Tokyo, Japan, p. 679-684.

3)        Kjeldsen, S. P., Gjørsvik, O., Bringaker, K. G., and Jacobsen, J., (1973), Local scour near offshore pipelines, Proc., 2nd International Conference on POAC, p. 308-331.

4)        Liang, D. and Cheng, L. (2005), Numerical modeling of flow and scour below a pipeline in currents, Part I. Flow simulation, Journal of Coastal Engineering, 52, p. 25-42.

5)        Mao, Y. (1986). The interaction between a pipeline and an erodible bed. Series Paper 39, Inst.of Hydrodyn. and Hydraulic Engrg., Tech. Univ. Denmark, in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy.

6)        Maza, J.A. 1987. Introduction to river engineering. Advanced Course on Water Resources Management, University´ Italiana per Stranieri, Perugia, Italy,7.29,7.50,8.16course.

7)        Melville, B. W.; Chiew, Y.-M. (1999), Time scale for local scour at bridge piers, J. Hydraul. Eng.,125(1), 59–65.

8)        Moncada, M, A. T. and Aguirre, Pe, J., (1999), Scour below pipeline in river crossings, Journalof Hydraulic. Engineering, ASCE, 125(9), p. 953-958.

9)        Oliveto, G. and W. H. Hager. 2002. Temporal evolution of clear-water pier and abutment scour. J. Hydraul. Eng., ASCE, 128:811-820.

10)    Raudkivi, A. J., Ettema, R. 1983. Clear-water scour at cylindrical piers. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 109(3): 338-350.

11)    Setia, B. and Verma, D. (2007),Physics of Flow Mechanism of Scour Around Submerged Pipelines on anErodible Bed, 3rd WSEAS International Conference on Applied and Theoretical Mechanics, Spain, December 14-16.

12)    Tregnaghi, M., Marion, A., and Gaudio, R. (2007). "Affinity and similarity of local scour holes at bed sills."Water Resource. Res., 43(11), W11417.

13)    Neil, C. R. 1973. Guide to Bridge Hydraulics. Road and Transportation Association of Canada, University of Toronto, Canada.

14)    Yang, L., Guo, Y., Shi, B., Kuang, C., Xu, W. and Cao, S., (2012), Study of Scour around Submarine Pipeline with a Rubber Plate or Rigid Spoiler in Wave Conditions, Journal of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering, 138(6), p. 484-490.

15)    Zhao, E., Shi, B., Q, U,K., Dong, W and Zhang, J,(2018),Experimental and Numerical Investigation of Local Scour AroundSubmarine Piggyback Pipeline Under Steady Current.Journal of Ocean University of China; Apr2018, Vol. 17 Issue 2, p244-256, 13p.

16)    Zhu, H., Qi, X., Lin, P., and Yang, Y., (2013),Numerical simulation of flow around a submarine pipe with a spoiler and current-induced scour beneath the pipe, Journal of Applied Ocean Research, 41, p. 87-100.