واضحتر بيان شود. طول يکسال معادل 350 روز کاري لحاظ شده است.
5-3- طراحي آزمايش با استفاده از نرم افزار
براي انجام آزمايشات دو مدل طراحي صورت گرفته است. يک مدل براي آزمايش سيال فاقد ذرات شن و ديگري براي آزمايش سيال همراه با ذرات شن است. در مدل اول فقط فاکتور سرعت مورد بررسي قرار گرفته است، به همين دليل نيازي به طراحي آزمايش نبوده است. ولي در مدل دوم، براي طراحي از نرم افزار Design-Expert 7.0.0 Tril کمک گرفته شده است. توجه شود که فقط براي طراحي از اين نرم افزار استفاده شده است. جهت مدلسازي فرآيند و ارائه يک رابطه براي سايش از الگوريتم ژنتيک در نرم افزار متلب استفاده شده است.
پارامترهاي مورد بررسي در آزمايشات در جدول زير نشان داده شده است.
جدول (5-1). فاکتورهاي بررسي شده در آزمايشات
فاکتور
مقدار
سرعت
4 m?(s )- 3.5 m?(s )- 3.35 m?s – 3 m?s – 2.35 m?(s ) – 2 m?(s )- 1 m?s
محل نصب کوپن
1- لوله عمودي (جريان رو بالا). 2- زانويي (عمودي به افقي). 3- قسمت تحتاني لوله افقي.
4- قسمت فوقاني لوله افقي. 5- زانويي (افقي به عمودي). 6- لوله عمودي (جريان رو به پايين)
اندازه ذرات
125 ?m – 225 ?m – 360 ?m – 510 ?m
غلظت ذرات
0.25 % – 0.50% – 0.75 %
جنس کوپن
آلومينيوم – فولاد کربن دار
با توجه به طراحي انجام گرفته با استفاده از نرم افزار، و وقت و زمان موجود تعداد تستهاي انجام شده به شرح زير ميباشد:
جدول (5-2). تستهاي گرفته شده
تست
سرعت (متر بر ثانيه)
دبي (ليتر بر دقيقه)
سايز شن (ميکرون)
غلظت شن
جنس کوپن
1
1
34


Al
2
2
68


Al
3
3
102


Al
4
5/3
120


Al
5
4
136


Al
6
3
102
125
0/25
Al
7
4
136
510
0/5
Al
8
4
136
510
75/0
Al
9
4
136
510
25/0
Al
10
4
136
360
0/5
Al
11
4
136
225
0/5
Al
12
4
136
360
75/0
Al
13
4
136
510
0/5
C.S
14
4
136
225
75/0
Al
15
3
102
360
75/0
Al
16
4
136
360
75/0
C.S
17
35/3
114
360
75/0
Al
18
35/2
80
360
75/0
Al
19
4
136
510
75/0
C.S
20
3
102
360
0/75
C.S
21
2
68
510
0/5
C.S
22
4
136
125
0/25
Al
23
3
102
225
0/75
Al
از ميان تستهاي انجام شده، تعداد چشمگيري از تستها جهت به دست آوردن ميزان دقت آزمايشات تکرار شدهاند.
5-4- آناليز و بررسي دادهها
در اين قسمت، به بررسي نتايج بدست آمده از آزمايشها پرداخته ميشود. نتايج به صورت نمودار و گراف بيان شده است.
5-4-1- بررسي سرعت سايش سيال فاقد شن
همانطور که قبلأ گفته شد سيال اصلي در اين آزمايشات، آب بوده است. طبق گزارش برخي از استانداردها از جمله استاندارد انجمن مهندسين نفت ايران106، سرعت انتقال سيالات درون خطوط لوله، مقدار مشخص و محدودي است. اين محدوديت در اين قسمت بررسي شده است. براي درک بهتر، پنج تست آب بدون ذرات شن و با سرعتهاي مختلف انجام شده است نتايج اين پنج تست در شکلهاي زير آمده است.
شکل (5-1). مقايسهي ميزان سايش سيال فاقد شن در سرعتهاي مختلف براي هر شش کوپن
در شکل بالا همانطور که ملاحظه ميشود با افزايش سرعت سيال، مقدار سايش افزايش مييابد و اين افزايش سايش در سرعتهاي بالاتر نمود بيشتري دارد. در بين کوپنهاي موجود بيشترين سايش مربوط به زانوييها ميباشد. در بين دو زانويي، زانويي جريان عمودي به افقي (شماره 2) مقدار سايش بيشتري دارد. دليل اين امر زاوية برخورد مناسبتر سيال با کوپن ميباشد. طبق رابطهي آقايان ورنولد و هاسر در زاويههاي برخورد 40 و 45 درجه بيشترين مقدار سايش اتفاق ميافتد. زاويهي برخورد در کوپن شماره دو دقيقأ 45 درجه ميباشد اما در کوپن شماره پنج زاويهي برخورد بيشتر از 50 درجه است.
در شکل زير تأثير سرعت سيال بر مقدار سايش زانويي شماره دو آورده شده است.
شکل (5-2). تأثير سرعت سيال بر مقدار سايش زانويي عمودي به افقي
در شکل بالا ديده ميشود که ارتباط سرعت با مقدار سايش به صورت سهميگون است. هر چه سرعت زيادتر شده، سايش نيز افزايش يافته است. اين افزايش سايش تقريبأ به صورت يک تابع درجه دو از سرعت پديد آمده است. اين نتيجه کاملأ با نتايج تئوري و تجربي که قبلأ بدست آمده اند همخواني دارد. در برخي از مقالات و نشريههاي علمي و صنعتي، براي مقدار سايش يک حد مجاز در نظر گرفته شده است. اين مقادير در برخي موارد تفاوت بسيار چشمگيري با يکديگر دارند. به طور مثال براي حد مجاز سايش مقادير يکصدم اينچ در سال، پنج صدم اينچ در سال، يک ميليمتر در سال و حتي ده ميليمتر در سال نيز در نظر گرفته شده است. ما در اينجا مقدار کمتر يکصدم اينچ در سال را به عنوان حد استاندارد و مجاز سايش در نظر گرفته ايم.
مشاهده ميشود که کمتر از سرعت 4 متر بر ثانيه، مقدار سايش در محدوده مجاز 0/18 gr?year قرار ميگيرد. براي کوپن از جنس آلومينيوم با سختي و دانسيته ذکر شده، اين مقدار تقريبأ برابر با با 0/01 in?year ميباشد که با مقدار سرعت تعيين شده در استاندارد IPS همخواني دارد. اما اگر از کوپن ديگري با سختي و دانسيته بيشتري مانند فولاد استفاده شود، مطمئنأ در سرعت 4 متر بر ثانيه، مقدار سايش کمتر از مقدار مجاز خواهد شد. در صورت به کار بردن کوپنهايي از جنس فولاد کربندار و يا فولاد ضدزنگ با سختي و دانسيته بالاتر ميتوان سرعت سيال را در خط لوله تا 6 و يا 8 متر بر ثانيه افزايش داد. مقادير عددي سايش براي محلهاي ذکر شده نصب کوپن، در اين پنج تست در جدول زير نشان داده شده است.
جدول (5-3). سايش هر شش کوپن، در سرعتهاي مختلف سيال فاقد شن براي کوپن آلومينيوم
تست
سرعت
((m)?s)
?ER?_1
gr?year
?ER?_2
gr?year
?ER?_3
gr?year
?ER?_4
gr?year
?ER?_5
gr?year
?ER?_6
gr?year
1
1
0/0082
0/0123
0/0092
0/0071
0/0112
0/0082
2
2
0/0317
0/0480
0/0358
0/0327
0/0470
0/0338
3
3
0/0768
0/1045
0/0810
0/0610
0/0920
0/0800
4
3/5
0/0962
0/1420
0/1147
0/0890
0/1120
0/0990
5
4
0/1157
0/1864
0/1340
0/1110
0/1780
0/1198
5-4-2- بررسي تأثير سرعت سيال حاوي ذرات شن
بعد از انجام تستهاي مربوط به سيال فاقد شن، تست

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید