ΔΠΙΓΡΑΗ ΣΗ ΡΟΗ ΣΗ ΓΙΑΜΟΡΦΩΗ ΓΔΩΜΔΣΡΙΑ ΑΓΩΓΟΤ

Transcript

1 ΓΗΜΟΚΡΙΣΔΙΟ ΠΑΝΔΠΙΣΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗ ΣΜΗΜΑ ΠΟΛΙΣΙΚΩΝ ΜΗΥΑΝΙΚΩΝ ΣΟΜΔΑ ΤΓΡΑΤΛΙΚΩΝ ΔΡΓΩΝ ΔΡΔΤΝΗΣΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΜΔΓΔ ΔΠΙΓΡΑΗ ΣΗ ΡΟΗ ΣΗ ΓΙΑΜΟΡΦΩΗ ΓΔΩΜΔΣΡΙΑ ΑΓΩΓΟΤ ΚΩΓΙΚΟ ΔΡΓΟΤ 1297 Αν. Καθηγηηής Ι. Β. ΟΤΛΗ ΞΑΝΘΗ 2006

2 Δπίδξαζε ηεο Ρνήο ζηε Γηακόξθσζε Γεσκεηξίαο Αγσγνύ 2 Δπίδραζη ηης Ροής ζηη Γιαμόρθωζη Γεωμεηρίας Αγωγού ΚΩΓΙΚΟ ΔΡΓΟΤ 1297 Αν. Καθηγηηής Ι. Β. ΟΤΛΗ Δξεπλεηηθό έξγν κε ρξεκαηνδόηεζε ηνπ ΣΜΔΓΔ θαη ηελ επίβιεςε ηνπ Γεκνθξίηεηνπ Παλεπηζηεκίνπ Θξάθεο, Σκήκα Πνιηηηθώλ Μεραληθώλ, Σνκέαο Τδξαπιηθώλ Έξγσλ Εργολήπηης: Βαζίλειος Παπαχφάννοσ

3 Δπίδξαζε ηεο Ρνήο ζηε Γηακόξθσζε Γεσκεηξίαο Αγσγνύ 3 1. ΔΙΑΓΩΓΗ Με ηελ ρξήζε ηεο ππνινγηζηηθήο κεραληθήο ξεπζηώλ αλνίγνληαη λένη δξόκνη ζηελ επηζηήκε απηή. Δίλαη πιένλ αλακθηζβήηεην γεγνλόο όηη ε ρξήζε πξνγξακκάησλ πεπεξαζκέλσλ ζηνηρείσλ ή ζπλαθώλ πξνο απηάο ηερληθώλ, επηηξέπεη ηελ επίιπζε πνιππιόθσλ πξνβιεκάησλ ξεπζηνκεραληθήο. Πξνβιήκαηα, πνπ κέρξη ρζέο ήηαλ ζρεδόλ άιπηα, δύλαηαη λα επηιπζνύλ κε ζρεηηθά απιέο, από πιεπξάο πνιππινθόηεηνο πξνγξακκαηηζκνύ, ππνινγηζηηθέο δηαδηθαζίεο. Έλα ηέηνην θαηλόκελνλ πνιππινθόηεηνο είλαη θαη ε δηάβξσζε ε νπνία επέξρεηαη ιόγσ ηεο ηαπηνρξόλνπ ξνήο κε ζσκαηίδηα ηθαλήο ππθλόηεηνο όπσο πξνθαιέζνπλ δηάβξσζε. Σα ζσκαηίδηα απηά πξνζπίπηνπλ επί ησλ εζσηεξηθώλ ηνηρσκάησλ ησλ αγσγώλ θαη αλαιόγσο πξνο ηελ πνιππινθόηεηα ηεο γεσκεηξίαο πξνθαινύλ θαη ηηο αληίζηνηρεο βιάβεο. Σν θαηλόκελν ηεο δηαβξώζεσο απηήο είλαη αξθεηά ζπλήζεο ζε πάξα πνιιέο εθαξκνγέο ηεο κεραληθήο. Δθαξκνγέο δύλαηαη λα αθνξνύλ π.ρ. ηελ ξνή εληόο ζηξνβηινκεραλώλ, ή ηελ ξνή εληόο αγσγώλ επεμεξγαζίεο ρεκηθώλ κεηγκάησλ ή άιισλ ζσκαηηδίσλ εληόο αγσγώλ. Θεσξώληαο ηελ πηό απιή ησλ πεξηπηώζεσλ ξνή, ήηνη ξνή ύδαηνο κε ζσκαηίδηα άκκνπ, γίλεηαη κία πξνζπάζεηα ππνινγηζηηθήο αλάιπζεο ηεο ζπκπεξηθνξάο αγσγώλ εθ δηαθόξσλ πιηθώλ. Σα πιηθά πνπ ζα εθαξκνζζνύλ ζηελ αλάιπζε είλαη επξέσο ρξεζηκνπνηνύκελα ζηελ Τδξαπιηθή Μεραληθή θαη ζηνλ θόζκν ησλ έξγσλ Πνιηηηθνύ Μεραληθνύ. Απηά είλαη: αινπκίληνλ, ραιθόο, ράιπς, ζθπξόδεκα, ηππηθό πιηθό από PVC. Η αλάιπζε ζα δηεξεπλήζε ηελ επίδξαζε ηεο ξνήο ζηε δηακόξθσζε ηεο γεσκεηξίαο αγσγώλ. Σν όηη κεξηθά πιηθά είλαη πεξηζζόηεξν ή ιηγόηεξν δηαβξώζηκα ππό ηελ δξάζε ζσκαηηδίσλ είλαη γλσζηό. Απηό πνπ δελ είλαη γλσζηό είλαη ε πνζνηηθή επίδξαζε θάζε ελόο δηαθνξεηηθνύ πιηθνύ. Σα απνηειέζκαηα ξίρλνπλ θσο, γηά πξώηε ίζσο θνξά, ζηελ δηάβξσζε πνπ επηθέξνπλ ζηνπο αγσγνύο πνπ ζπληίζεληαη από δηαθόξα πιηθά ππό ηελ δξάζε ζσκαηηδίσλ. Γηά ηελ αλάιπζε ρξεζηκνπνηνύnηαη ηα πξνγξάκκαηα ππνινγηζηηθήο κεραληθήο ξεπζηώλ: a) Gambit, b) Fluent θαη c) Ensight. Σν πξώην είλαη πξόγξακκα θαηαζθεπήο γεσκεηξίαο θαη ππνινγηζηηθνύ δηθηύνπ. Σν δεύηεξν είλαη ν θύξηνο επηιπηήο ηεο ξνήο. Σν ηξίην πξόγξακκα είλαη επεμεξγαζίαο δεδνκέλσλ (γξαθηθώλ) εηδηθεπκέλν ζε ζέκαηα κεραληθήο ξεπζηώλ.

4 Δπίδξαζε ηεο Ρνήο ζηε Γηακόξθσζε Γεσκεηξίαο Αγσγνύ 4 2. ΔΞΙΩΔΙ ΡΟΗ Δηο ηελ παξάγξαθν απηήλ παξνπζηάδνληαη νη εμηζώζεηο ηεο δηαηεξήζεσο ηεο κάδαο θαη ησλ νξκώλ (Navier-Stokes) γηα ζηξσηή ξνή. Γηα ηελ εμίζσζε ηεο ζπλερείαο ηεο κάδαο είλαη, t xi ui Sm Έλζα ξ είλαη ε ππθλόηεηα, t είλαη ν ρξόλνο u i είλαη νη ζπληζηώζεο ησλ ηαρπηήησλ θαηά ηνπο άμνλαο x i ελώ S m είλαη ε εκθαληδόκελε πξόζζεζε ή αθαίξεζε κάδαο εηο ηνλ ρώξν ξνήο. Η επαλάιεςε ηνπ δείθηε i δεινί άζξνηζε. H δηαηήξεζε ησλ νξκώλ εηο ηελ i θαηεύζπλζε γξάθεηαη σο, t ui x j uiu j p xi ij x j gi Fi θαη νκνίσο γηα ηηο άιιεο θαηεπζύλζεηο. Eδώ p είλαη ε ζηαηηθή πίεζε η ij είλαη ν ηαλπζηήο ησλ δηαηκεηηθώλ ηάζεσλ θαη ξg i θαη F i είλαη νη δπλάκεηο βαξύηεηαο θαη εμσηεξηθέο επηδξώζεο δπλάκεηο.o ηαλπζηήο ησλ δηαηκεηηθώλ ηάζεσλ δίδεηαη ππό ηεο εμηζώζεσο, ij ui x j u j xi 2 3 ui xj ij έλζα κ είλαη ην ημώδεο ηνπ ξεπζηνύ. Γηά ηελ ηπξβώδε ξνή ρξεζηκνπνηνύληαη ηα k-ε κνληέια θαζώο θαη RNG (Renormalization Group) k-ε κνληέιια. Οη αλσηέξσ εμηζώζεηο πιαηζηνύληαη από έλα ζύλνιν πνιπσλπκηθώλ εμηζώζεσλ πνπ πεξηγξάθνπλ ηελ πξόζπησζε θαη ηελ αλάθιαζε ησλ ζσκαηηδίσλ ζηα ηνηρώκαηα. Η επίιπζε όισλ ησλ αξηζκεηηθώλ εμηζώζεσλ θαη κε, έγηλε κε ηελ ηερληθή ησλ ζπλερώλ επαλαιήςεσλ. Δπεηδή νη εμηζώζεηο ησλ αγλώζησλ ζπλδένληαη κεηαμύ ηνπο, κία αξρηθή εθηίκεζε ηεο ιύζεο έπξεπε λα επαλαιεθζεί κέρξη ηελ ηειηθή ζύγθιηζε. Σα βήκαηα ζύγθιηζεο επαλαιήθζεθαλ κέρξη ηειηθήο επίιπζεο. Ωο θξηηήξην ζύγθιηζεο νξίζζεθε νη επί ηνηο εθαηό κεηαβνιέο όισλ ησλ αγλώζησλ θπζηθώλ πνζνηήησλ ξνήο, από αλαθύθισζε ζε αλαθύθισζε, λα είλαη κηθξόηεξεο ηνπ 10-7.

5 Δπίδξαζε ηεο Ρνήο ζηε Γηακόξθσζε Γεσκεηξίαο Αγσγνύ 5 3. ΠΔΡΙΓΡΑΦΗ ΣΟΤ ΠΡΟΒΛΗΜΑΣΟ, ΤΠΟΛΟΓΙΣΙΚΟ ΓΙΚΣΤΟ ΚΑΙ ΟΡΙΑΚΔ ΤΝΘΗΚΔ Σν πξνο επίιπζε πξόβιεκα δείρλεηαη εηο ην ρήκα 1. Ο δεηθλπόκελνο ζρεκαηηζκόο απνηειείηαη εμ ελόο αγσγνύ ν νπνίνο παξνπζηάδεη δύν ζηξνθέο 90 ν εθάζηε. Η ξνή ηνπ ξεπζηνύ είλαη ε ξνή ύδαηνο θαη νξηνζεηείηαη εληόο ηνπ αγσγνύ, εθ ηεο εηζόδνπ πξνο ηελ έμνδνλ. Στήμα 1. Γεφμεηρία ηοσ αγφγοϊ Σν ππνινγηζηηθό δίθηπν πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε γηά ηελ επίιπζε ηνπ πξνβιήκαηνο ηεο δηαβξώζεσο ηνπ αγσγνύ δείρλεηαη εηο ην ρήκα 2. Στήμα 2. Χρηζιμοποιηθέν σπολογιζηικω δίκησο

6 Δπίδξαζε ηεο Ρνήο ζηε Γηακόξθσζε Γεσκεηξίαο Αγσγνύ 6 H ηαρύηεηα ηνπ ύδαηνο ζηελ είζνδν είλαη 10.0 m/s θαη ε έμνδνο ηνπ ύδαηνο εθ ηνπ αγσγνύ ζεσξείηαη σο ην όξην εμόδνπ ησλ ππνινγηζκώλ. Η ξνή ζεσξείηαη όηη είλαη ηπξβώδεο, ηζνζεξκηθή θαη ζηαζεξά. Η ππθλόηεηα ησλ εηζεξρνκέλσλ ζσκαηηδίσλ είλαη kg/m 3 θαη αθήλνληαη λα εηζέιζνπλ εληόο ηνπ αγσγνύ από ηελ είζνδό ηνπ. Η ηαρύηεηα απηώλ είλαη επίζεο 10.0 m/s. Σα ζσκαηίδηα είλαη δηακέηξνπ 200 κηθξώλ θαη ε παξνρή ηεο κάδεο απηώλ είλαη 1.0 kg/s. Η θάζεηε θαη ε εθαπηνκεληθή αλάθιαζε ησλ ζσκαηηδίσλ εηο ηνλ αγσγό πεξηγξάθεηαη κε πνιπσλπκηθή ζπλάξηεζε ηεο γσλίαο πξνζβνιήο απηώλ επί ηνπ ηνηρώκαηνο ηνπ αγσγνύ. Θεσξείηαη όηη ζσκαηίδηα ηα νπνία πξνζβάινπλ ηα ηνηρώκαηα κε κηθξή γσλία πξνθαινύλ κεγαιύηεξε δηάβξσζε από ηα ζσκαηίδηα πνπ πξνζβάινπλ ην ηνίρσκα κε κεγαιύηεξε γσλία. Πξνθεηκέλνπ πεξί ζσκαηηδίσλ εμ άκκνπ ε εθζεηηθή ζπλάξηεζε ηεο ηαρύηεηνο ηίζεηαη ζε κία ζηαζεξά κε ηηκή 2.6, ελώ ε ζπλαξηεζηαθή δηάκεηξνο νξίδεηαη κε ηηκή ίζε 1.8e -9. H έληαζε ηεο ηύξβεο ζηελ είζνδν ηίζεηαη ίζε πξνο 5.0% ελώ ε πδξαπιηθή δηάκεηξνο ίζε πξνο m. Γηά λα ειερζεί ε απνηειεζκαηηθόηεηα ηεο κεζνδνινγίαο ρξεζηκνπνηήζεθαλ αγσγνί κε πέληε δηαθνξεηηθά πιηθά. Σα πιηθά απηά είλαη ηα πιένλ εθαξκνδόκελα ζηνλ θόζκν ηεο Τδξαπιηθήο Μεραληθήο θαη σο εθ ηνύηνπ παξνπζηάδνπλ εμαηξεηηθό ελδηαθέξνλ ζηηο πηζαλέο δηαβξώζεηο από επεξρόκελα ζσκαηίδηα ηα νπνία πηζαλώο λα ελππάξρνπλ θαηά ηελ ξνή. Σα πιηθά αγσγώλ πνπ εδνθηκάζζεζαλ ππνινγηζηηθώο είλαη: Α) αινπκίληνλ, Β) ραιθόο, Γ) ράιπς, Γ) ζθπξόδεκα, Δ) ηππηθό PVC. Δηο θάζε κία ησλ αλσηέξσ πεξηπηώζεσλ ηα ζσκαηίδηα ήηαλ από άκκν θαη ην ξένλ ξεπζηό ύδσξ. 4. ΑΠΟΣΔΛΔΜΑΣΑ Όια ηα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη κε ηζνϋςείο θακπύιεο κε 15 δηαβαζκίζεηο, εθ ηεο κηθξνηέξαο πξνο ηελ κεγαιπηέξαλ ηηκή. Σξεηο είλαη νη θπξίσο κεηαβιεηέο ηνπ ακέζνπ ελδηαθέξνληνο: Α) Ιζνϋςείο δηαβξώζεσλ (kg/m 2 -s) ηεο δηαθξηηήο θάζεσο ηεο ξνήο, Β) Ιζνϋςείο ζπγθεληξώζεσο (kg/m 3 ) ηεο δηαθξηηήο θάζεσο ηεο ξνήο θαη

7 Δπίδξαζε ηεο Ρνήο ζηε Γηακόξθσζε Γεσκεηξίαο Αγσγνύ 7 Γ) Ιζνϋςείο πνζόηεηνο πξνζπηώζεσο πιηθνύ (kg/m 2 -s) ηεο δηαθξηηήο θάζεσο ηεο ξνήο. Δπί ησλ θαησηέξσ ζρεκάησλ παξνπζηάδνληαη απηέο νη ηζνϋςείο θακπύιεο. Σα ρήκαηα 3, 4 θαη 5 δείρλνπλ ηηο αλσηέξσ ηζνϋςείο γηα ηελ πεξίπησζε αγσγνύ κε ηνίρσκα από αινπκίλην. Σα ρήκαηα 6, 7 θαη 8 δείρλνπλ ηηο ηζνϋςείο κε ηελ ζεηξά Α), Β) Γ) γηα ηελ πεξίπησζε αγσγνύ κε ηνίρσκα από ραιθό. Σα ρήκαηα 9, 10 θαη 11 δείρλνπλ ηελ πεξίπησζε αγσγνύ κε ηνίρσκα από ράιπβα. Σειηθώο, ηα ρήκαηα 12, 13 θαη 14 θαζώο θαη ηα 15, 16 θαη 17 δείρλνπλ ηηο ηζνϋςείο γηα ηελ πεξίπησζε αγσγνύ κε ηνίρσκα από ζθπξόδεκα θαη PVC, αληηζηνίρσο. Η ξνή βαίλεη εληόο ηνπ αγσγνύ εθ ηνπ θαηαθνξύθνπ, πξνο ηα θάησ ηκήκαηνο, όπσο απηό θαίλεηαη εηο ην αξηζηεξό κέξνο ηνπ ρήκαηνο 3. Στήμα 3 Ιζοψυείς διαβρϋζεφν (kg/m 2 -s) ηης διακριηής θάζεφς ηης ροής ζηην περίπηφζη αγφγοϊ με ηοίτφμα αλοσμινίοσ

8 Δπίδξαζε ηεο Ρνήο ζηε Γηακόξθσζε Γεσκεηξίαο Αγσγνύ 8 Στήμα 4 Ιζοψυείς ζσγκενηρϋζεφς (kg/m 3 ) ηης διακριηής θάζεφς ηης ροής ζηην περίπηφζη αγφγοϊ με ηοίτφμα αλοσμινίοσ Στήμα 5 Ιζοψυείς ποζωηηηος προζπηϋζεφς σλικοϊ (kg/m 2 -s) ηης διακριηής θάζεφς ηης ροής ζηην περίπηφζη αγφγοϊ με ηοίτφμα αλοσμινίοσ

9 Δπίδξαζε ηεο Ρνήο ζηε Γηακόξθσζε Γεσκεηξίαο Αγσγνύ 9 Στήμα 6 Ιζοψυείς διαβρϋζεφν (kg/m 2 -s) ηης διακριηής θάζεφς ηης ροής ζηην περίπηφζη αγφγοϊ με ηοίτφμα ταλκοϊ Στήμα 7 Ιζοψυείς ζσγκενηρϋζεφς (kg/m 3 ) ηης διακριηής θάζεφς ηης ροής ζηην περίπηφζη αγφγοϊ με ηοίτφμα ταλκοϊ

10 Δπίδξαζε ηεο Ρνήο ζηε Γηακόξθσζε Γεσκεηξίαο Αγσγνύ 10 Στήμα 8 Ιζοψυείς ποζωηηηος προζπηϋζεφς σλικοϊ (kg/m 2 -s) ηης διακριηής θάζεφς ηης ροής ζηην περίπηφζη αγφγοϊ με ηοίτφμα ταλκοϊ Στήμα 9 Ιζοψυείς διαβρϋζεφν (kg/m 2 -s) ηης διακριηής θάζεφς ηης ροής ζηην περίπηφζη αγφγοϊ με ηοίτφμα τάλσβος

11 Δπίδξαζε ηεο Ρνήο ζηε Γηακόξθσζε Γεσκεηξίαο Αγσγνύ 11 Στήμα 10 Ιζοψυείς ζσγκενηρϋζεφς (kg/m 3 ) ηης διακριηής θάζεφς ηης ροής ζηην περίπηφζη αγφγοϊ με ηοίτφμα τάλσβος Στήμα 11 Ιζοψυείς ποζωηηηος προζπηϋζεφς σλικοϊ (kg/m 2 -s) ηης διακριηής θάζεφς ηης ροής ζηην περίπηφζη αγφγοϊ με ηοίτφμα τάλσβος

12 Δπίδξαζε ηεο Ρνήο ζηε Γηακόξθσζε Γεσκεηξίαο Αγσγνύ 12 Στήμα 12 Ιζοψυείς διαβρϋζεφν (kg/m 2 -s) ηης διακριηής θάζεφς ηης ροής ζηην περίπηφζη αγφγοϊ με ηοίτφμα εκ ζκσροδέμαηος Στήμα 13 Ιζοψυείς ζσγκενηρϋζεφς (kg/m 3 ) ηης διακριηής θάζεφς ηης ροής ζηην περίπηφζη αγφγοϊ με ηοίτφμα εκ ζκσροδέμαηος

13 Δπίδξαζε ηεο Ρνήο ζηε Γηακόξθσζε Γεσκεηξίαο Αγσγνύ 13 Στήμα 14 Ιζοψυείς ποζωηηηος προζπηϋζεφς σλικοϊ (kg/m 2 -s) ηης διακριηής θάζεφς ηης ροής ζηην περίπηφζη αγφγοϊ με ηοίτφμα εκ ζκσροδέμαηος Στήμα 15 Ιζοψυείς διαβρϋζεφν (kg/m 2 -s) ηης διακριηής θάζεφς ηης ροής ζηην περίπηφζη αγφγοϊ με ηοίτφμα PVC

14 Δπίδξαζε ηεο Ρνήο ζηε Γηακόξθσζε Γεσκεηξίαο Αγσγνύ 14 Στήμα 16 Ιζοψυείς ζσγκενηρϋζεφς (kg/m 3 ) ηης διακριηής θάζεφς ηης ροής ζηην περίπηφζη αγφγοϊ με ηοίτφμα PVC Στήμα 17 Ιζοψυείς ποζωηηηος προζπηϋζεφς σλικοϊ (kg/m 2 -s) ηης διακριηής θάζεφς ηης ροής ζηην περίπηφζη αγφγοϊ με ηοίτφμα PVC

15 Δπίδξαζε ηεο Ρνήο ζηε Γηακόξθσζε Γεσκεηξίαο Αγσγνύ 15 Λόγσ ηεο δηπιήο ζηξνθήο ηνπ αγσγνύ παξνπζηάδνληαη δύν πεξηνρέο κε έληνλα ηα θαηλόκελα ηεο δηαβξώζεσο θαη ηεο πνζόηεηνο ηεο πξνζπηώζεσο πιηθνύ. Οη πεξηνρέο απηέο ζπκπίπηνπλ κε ηελ θνξά ηεο ηαρύηεηνο ηεο ξνήο ζηηο πεξηνρέο απηέο. Δίλαη νη ηππηθέο πεξηνρέο ηεο ζηξνθήο θαη εκθαλίδνληαη κε έληνλν θόθθηλν ρξώκα εηο όιεο ηα ζρήκαηα ησλ ηζνϋςώλ θακπύισλ. Η ίδηα ζπκπεξηθνξά εκθαλίδεηαη εηο όια ηα πιηθά κε δηαθνξεηηθό βέβαηα πνζνηηθό βαζκό. Δθ ησλ ηζνϋςώλ ησλ δηαβξώζεσλ θαίλεηαη όηη ην αινπκίληνλ είλαη ην [πιένλ επάισηνλ πιηθό δηά δηάβξσζε, όηαλ ηα ελππάξρνληα ζσκαηίδηα είλαη απηά ηεο άκκνπ, ρήκα 3. Η κέγηζηε ηηκή ηεο δηαβξώζεσο ζην πιηθό απηό αλέξρεηαη ζην πνζό ησλ 7.66e -5 kg/m 2 -s, θαη εκθαλίδεηαη αθξηβώο εηο ηελ δεύηεξε ζηξνθή ζην θακπύιν κέξνο ηεο ζηξνθήο (όρη ζην θπξηό). Θα κπνξνύζε λα πεη θαλείο όηη ε πνζόηεηα απηή είλαη δηπιάζηα ηεο κεγίζηεο ηηκήο ηεο εκθαληδνκέλεο ζην θνίιν ηκήκα ηεο πξώηεο ζηξνθήο. Σν κέγηζην ηκήκα ηεο επηθαλείαο ηνπ εζσηεξηθνύ ηνηρώκαηνο ηνπ αγσγνύ παξακέλεη ζρεδόλ αλέπαθν από ηελ δξάζε ησλ ζσκαηηδίσλ. Γεδνκέλνπ όηη ηα ηκήκαηα απηά είλαη ζρεδόλ επζεία θαη επνκέλσο ε πηζαλή δηάβξσζε ακειεηέα σο αλύπαξθηε. Απηό ζπκβαίλεη ζε όια ηα πιηθά ησλ αγσγώλ πνπ εθαξκόζζεθαλ ζηνλ παξόλ εξεπλεηηθό πξόγξακκα. Η ειαρίζηε ηηκή δηαβξώζεσο ησλ πιηθώλ εκθαλίδεηαη κε ηελ ρξήζε ράιπβα. Η ηηκή απηή αλέξρεηαη ζην πνζό ησλ 5.02e -5 kg/m 2 -s θαη εκθαλίδεηαη εηο ην θνίιν ηκήκα ηεο δεπηέξαο ζηξνθήο. Η ζπγθέληξσζε ησλ ζσκαηηδίσλ εηο ηελ είζνδν ηεο ξνήο εληόο ηνπ αγσγνύ, γηά ηελ πεξίπησζε ηνπ αινπκηλίνπ, είλαη ηεο ηάμεσο ησλ 70.0 kg/m 3. Οη κέγηζηεο ηηκέο ηεο ζπγθεληξώζεσο είλαη πέξαλ ησλ kg/m 3 θαη εκθαλίδνληαη ζην θνίιν ηκήκα ηεο δεύηεξεο ζηξνθήο ησλ 90 ν ηνπ αγσγνύ θαη ζε ζρεηηθά ηθαλή απόζηαζε θαηάληε ηεο ζηξνθήο, (όρη αθξηβώο ζηελ ζηξνθή). Η θαηαλνκή απηή έρεη ηηο κέγηζηεο ηηκέο ζε ζρεηηθά κεγάιν κήθνο θαηά κήθνο βέβαηα ηνπ αγσγνύ. Μεγαιύηεξεο ηηκέο εκθαλίδνληαη ζηελ πεξίπησζε ηνπ πιηθνύ κε αινπκίλην. Η ζπγθέληξσζε ησλ ζσκαηηδίσλ ζρεηηθά κε ηελ ρξήζε ραιθνύ έρεη παξόκνηα ζπκπεξηθνξά κε ηελ αληίζηνηρε ηνπ ζθπξνδέκαηνο θαη ηνπ ράιπβνο. Σέινο, ελ αλαθνξά πξνο ηηο ηζνϋςείο πνζόηεηνο πξνζπηώζεσο πιηθνύ (kg/m 2 -s) ηεο δηαθξηηήο θάζεσο ηεο ξνήο, ζηελ πεξίπησζε αγσγνύ κε ηνίρσκα αινπκηλίνπ, ε ηηκή θζάλεη ηηο πέξαλ ησλ kg/m 2 -s, θαη είλαη ε πςειόηεξε ηηκή αλάκεζα ζε όια ηα πιηθά πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ γηά ηελ αλάιπζε. Η πεξηνρή εκθαλίζεσο είλαη πάληα ε ίδηα γηά όια ηα πιηθά ησλ δηαθνξεηηθώλ αγσγώλ. Οη πεξηνρέο ησλ ηζνϋςώλ απηώλ ζρεδόλ ηαπηίδνληαη κε ηηο αληίζηνηρεο ηζνϋςείο ησλ κεγίζησλ ηηκώλ ηεο δηαβξώζεσο ηνπ πιηθνύ. Πξάγκα πνπ είλαη θαη ινγηθό. Σνύην δε δηόηη κεγάιε πνζόηεηα πξνζπηώζεσο πιηθνύ εγγπάηαη θαη κεγάιε πηζαλή δηάβξσζε ζην ρώξν πνπ εκθαλίδεηαη. Σσλ πιηθώλ ζπγθξηλνκέλσλ κεηαμύ ησλ, απνδεηθλύεηαη όηη ε ρξήζε

16 Δπίδξαζε ηεο Ρνήο ζηε Γηακόξθσζε Γεσκεηξίαο Αγσγνύ 16 ράιπβνο, κε ηηο ζπλζήθεο ξνήο πνπ εθαξκόζζεθαλ, δίδεη ηελ θαιύηεξε ζπκπεξηθνξά από απόςεσο δηαβξώζεσο ηνπ πιηθνύ. 5. YΜΠΔΡΑΜΑΣΑ ηελ παξνύζα εθαξκνγή θαη κε ηηο ζπλζήθεο ξνήο θαη ζσκαηηδίσλ απνδεηθλύεηαη όηη ν αγσγόο κε δηπιή ζηξνθή ησλ 90 ν παξνπζηάδεη δύν πεξηνρέο εληόλνπ δηαβξώζεσο. Η πξώηε ζηξνθή, ε επξηζθνκέλε ακέζσο θαηάληε ηνπ ρώξνπ ηεο εηζξνήο, παξνπζηάδεη θαη ηηο αηζζεηά κηθξόηεξεο δηαβξώζεηο. Οη κέγηζηεο ηηκέο εκθαλίδνπλ ζρεδόλ ηηο κηζέο ηηκέο ησλ κεγίζησλ δπλαηώλ, νη νπνίεο εκθαλίδνληαη ζηελ επνκέλε ζηξνθή ζην θνίιν απηήο κέξνο. Ο ράιπβαο παξνπζηάδεη ηελ κηθξνηέξαλ δπλαηή δηάβξσζε, γεγνλόο πνπ είλαη θαη θπζηνινγηθά παξαδεθηό. Σέινο, ε ρξήζε ηεο ππνινγηζηηθήο κεραληθήο ξεπζηώλ επηηξέπεη ηέηεηεο ζύλζεηεο αλαιύζεηο ξνώλ, πξάγκα ην νπνίν ήηαλ αδύλαην πξηλ από ειάρηζην ρξνληθό δηάζηεκα ζην παξειζόλ. 6. BΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Fluent 5, User s Guide Volumes 1&2, Fluent Incorporated, Gambit 1, Modeling Guide, Fluent Incorporated, νύιεο Ι., Τδξαπιηθή Κιεηζηώλ Αγσγώλ, Δθδόζεηο Αηβάδεο, Ξάλζε, νύιεο Ι., Τ[πνινγηζηηθή Μεραληθή Ρεπζηώλ, Δθδόζεηο Αηβάδεο, Ξάλζε, Tullis P.J. Hydraulics of Pipelines, Pumps, Valves, Cavitation, Transients, John Wiley&Sons Inc, New York, Zienkiewich O. Finite-Element Method in Engineering & Science, McGraw Hill 1971.