سید علی صدرالساداتی؛ محمد رضا جلیلی قاضی زاده
دوره 16، شماره 4 ، دی 1397، ، صفحه 229-248
چکیده
سابقه و هدف:
نشت در شبکه‌های آبرسانی سبب از دست رفتن منابع آب و انرژی زیادی می‌شود. پیش‌بینی میزان نشت و تصمیم‌گیری بهینه در مورد استراتژی‌های کنترل نشت، به درک عمیقی در مورد رابطه نشت-فشار نیاز دارد. لوله‌های پلی‌اتیلن چگالی بالا (HDPE) به صورت گسترده در شبکه‌های توزیع آب در دهه‌های اخیر استفاده می‌شود و رفتار نشت در این نوع لوله‌ها ...
بیشتر
سابقه و هدف:
نشت در شبکه‌های آبرسانی سبب از دست رفتن منابع آب و انرژی زیادی می‌شود. پیش‌بینی میزان نشت و تصمیم‌گیری بهینه در مورد استراتژی‌های کنترل نشت، به درک عمیقی در مورد رابطه نشت-فشار نیاز دارد. لوله‌های پلی‌اتیلن چگالی بالا (HDPE) به صورت گسترده در شبکه‌های توزیع آب در دهه‌های اخیر استفاده می‌شود و رفتار نشت در این نوع لوله‌ها هنوز کاملا مشخص نیست. هدف از انجام این مطالعه شناخت رفتار نشت از شکاف طولی برای لوله‌های پلی‌اتیلن و پارامترهای موثر برای رفتار الاستیک می‌باشد.
مواد و روش ها:
برای نیل به اهداف این پژوهش، مدل نیمه صنعتی آزمایشگاهی ساخته شد. براساس بررسی های اولیه و مطالعات کتابخانه ای، پارامترهای موثر استخراج شده و سپس با در نظر گرفتن پارامترهای قطر و ضخامت لوله، ابعاد ترک و دما، 10 نمونه آزمایشگاهی تهیه شد. سپس نمونه ها توسط پمپ فشار قوی تحت فشار قرار داده شدند و با تنظیم فشار میزان دبی خروجی از ترک طولی و دمای محیط در طول آزمایش برای هر فشار اندازه‌گیری گردید. سپس با استفاده از روش آنالیز ابعادی، نتایج حاصل آزمایشگاهی تحلیل گردید.
نتایج و بحث:
در شکاف‌های طولی لوله‌های پلی‌اتیلن مقدار دبی نشت تابعی از تغییرات مساحت موضع نشت است. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که میزان تغییر در مساحت موثر موضع نشت با فشار در حالت الاستیک رابطه تقریبا خطی دارد. همچنین شیب تغییرات مساحت موثر نسبت تغییرات فشار بستگی به پارامترهایی نظیر ابعاد ترک، قطر و ضخامت لوله و دمای محیط دارد. از میان این پارامترها تاثیر طول ترک و دمای محیط به نسبت دیگر پارامترها برجسته بوده و تاثیر بیشتری بر میزان نشت در ترک طولی داشته است. با استفاده از نتایج آزمایشگاهی و استفاده از تحلیل ابعادی، رابطه‌ای برای تخمین تغییر مساحت موثر موضع نشت در ترک طولی لوله پلی‌اتیلن ارائه شده است. با استفاده از این رابطه دبی نشت در فشارهای مختلف قابل محاسبه است. در مطالعه حاضر توان نشت برای ترک های طولی لوله پلی‌اتیلن در محدوده 0.44 تا 1.44 محاسبه شده است و با رابطه ارائه شده همخوانی دارد. در صورتی که هر کدام از پارامترهای موثر مانند طول ترک و یا فشار افزایش یابد، در حالت الاستیک توان نشت به 1.5 نزدیک می‌گردد. با توجه به وجود عدم قطعیت در مورد ابعاد ترک ها در شبکه های توزیع آب نمی توان یک عدد را برای توان نشت ارائه کرد اما میانگین توان نشت در آزمایشات صورت گرفته معادل 1 می باشد. همچنین در آزمایش دیگری اثر دما بر میزان نشت به طور مستقل در فشار 5 بار بررسی شد و نشان داد افزایش دما می‌تواند سبب افزایش نشت در لوله‌های پلی‌اتیلن گردد. همچنین در فشار 40 درجه سانتی‌گراد از حالت الاستیک خارج شده و شیب تغییرات به شدت افزایش می یابد.
نتیجه‌گیری:
براساس نتایج این تحقیق می‌توان گفت برای کنترل نشت در شبکه های توزیع آب شهری که لوله های پلی‌اتیلن به کار رفته است بایستی به کنترل و مدیریت فشار توجه بیشتری نمود. همچنین علاوه بر پارامترهای مرسوم بایستی به دمای محیط توجه کرد. در مناطق گرمسیر برای تخمین میزان نشت لوله‌های پلی‌اتیلن و انتخاب استراتژی مناسب جهت کاهش میزان نشت از رابطه توسعه یافته ارائه شده استفاده کرد.
