بررسی عددی نشت از لوله های فولادی مستغرق در آب با استناد به نتایج آزمایشگاهی لوله های غیر مستغرق

تاکنون تحقیقات اندکی بر روی تأثیر شرایط محیطی بر دبی خروجی از محل نشت انجام شده است. برخی از این تحقیقات نشان می دهند که شرایط محیطی می توانند بر دبی نشت تأثیرگذار بوده و در مقابل برخی دیگر تأثیر این شرایط را کاملاً رد می کنند. در همین راستا با هدف بررسی تأثیر شرایط محیطی بر دبی نشت، آزمون هایی بر روی مجموعه آزمایشگاهی گردشی تحت فشار بالا ساخته شده در دانشکده فنی دانشگاه تهران، انجام شد. آزمون ها در حالت تخلیه به هوای آزاد، بر روی یک لوله فولادی به قطر 110 میلی متر و با منفذ نشت مدور، در محدوده وسیعی از فشارها تا فشار 50 متر انجام شد. در ادامه با استناد به نتایج آزمون های آزمایشگاهی، مجموعه آزمایش در محیط نرم افزار انسیس مدل سازی عددی شده و یک مدل ریاضی آشفتگی مناسب برای آن استخراج شد. سپس به کمک تحلیل عددی در حالت مستغرق در آب، به بررسی تأثیر شرایط محیطی بر روی دبی نشت پرداخته شد. نتایج حاصل از این تحقیق، نشان می دهد که وجود آب و نوسانات فشار در محل جت مستغرق، بر دبی خروجی از محل نشت تأثیرگذار بوده و مقدار آن را در مقایسه با نشت در حالت تخلیه به هوای آزاد کاهش می دهد. بر اساس نتایج حاصل، اثر این کاهش فشار در فشارهای حدود 5 متر، می تواند تا حدود 55 درصد بر دبی خروجی از محل نشت در حالت مستغرق نسبت به حالت نشت در هوای آزاد اثرگذار باشد؛ اما در فشارهای بالای 20 متر این اثر ناچیز بوده و به زیر 10 درصد کاهش می یابد. البته مقدار این کاهش به تراز ارتفاعی آب روی محل نشت و میزان فشار داخل لوله بستگی دارد. درنهایت رابطه ای بین دبی خروجی از محل نشت و فشار داخل مجموعه ارائه شده است.