تشخیص نشت در خطوط انتقال پلی‌اتیلن با استفاده از بازتاب موج فشاری جریان‌گذرا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‌های آبی دانشکده مهندسی آب و محیط‌زیست دانشگاه شهید چمران اهواز.

2 استاد گروه سازه‌های آبی دانشکده مهندسی آب و محیط‌زیست دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

کنترل و کاهش نشت موضوع جدید و جذابی برای متخصصین و مسئولین این زمینه از علم هیدرولیک می­باشد. نگرانی‌ها در مورد تشخیص نشت و محل آن از اواسط قرن بیستم همراه با سیستم­های انتقال نفت پیدا شد. آنالیز جریان گذرا بدون شک یک ابزار با پتانسیل بالقوه برای دست‌یابی به این هدف است. در این تحقیق از بازتاب موج فشاری جریان گذرا، برای تشخیص مقدار و محل آن در خطوط لوله پلی­اتیلن استفاده شده است. روش به کار رفته بر تحلیل اولین موج انعکاسی از نشت تمرکز دارد. لذا برای رسیدن به این هدف ابتدا طی مدل‌سازی آزمایشگاهی، جریان گذرا بر روی یک سیستم مخزن، لوله و شیر مورد بررسی قرار گرفت. سیستم لوله در این تحقیق از جنس پلی‌اتیلن به قطر 63 میلی‌متر و با طول 158 متر می‌باشد. آزمایش‌ها با سه قطر نشت پنج، شش و هفت میلی‌متر در دو فاصله‌ی 3/56 و 4/117 متری از مخزن و دبی‌های متفاوت صورت گرفت. نتایج نشان می‌دهد که کمترین و بیشترین درصد خطای نسبی مکان نشت به‌ترتیب 12/0 و 74/12 درصد به‌دست آمد و نیز کمترین و بیشترین درصد خطای نسبی اندازه‌ی نشت به‌ترتیب 86/1 و 90/71 درصد محاسبه شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Detection of leakage in polymeric transmission pipelines with using reflected compress wave of transient flow

نویسندگان [English]

  • Asghar Akbari 1
  • Manoochehr Fathi-Moghadam 2
  • Mostafa Mirzai jashni 1
1 M.Sc. Student, department of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran.
2 Corresponding Author, Professor, Water and Environmental Engineering Faculty, Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran. (mfathi@scu.ac.ir)
چکیده [English]

Introduction
 When a sudden pressure surge is induced in a pipe system, discontinuities like leaks, changes of pipe diameter or material, tee-junctions, local head losses or air pockets, introduce changes in the hydraulic transient event propagation. A leak creates a pressure drop; friction increases pressure damping; a dead-end or a closed-valve reflects totally an incident wave; an air bubble creates a pressure drop followed by a pressure increase.
    The detection of these signals allows their identification and location. The information carried in the transient pressure signal can be used to detect, locate and size leaks, and, eventually, to distinguish these from other features existing in the pipeline.
 
Methodology
Physical model
    The purpose of this study was to find the location and size of leakage in polyethylene transfer pipes using transient flow. Therefore, a laboratory model was developed for this purpose at the Hydraulic Lab of the Faculty of Engineering Sciences of Shahid Chamran University of Ahvaz.

کلیدواژه‌ها [English]

  • leakage detection
  • water hammer
  • Viscoelastic pipelines
  • Transient flow
1-    Atari, M., Faghfur Maghrebi, M. and Monavarian, A., 2017. Application of pressure measurement method for leakage detection. Civil Engineering and Environmental Engineering Journal of Tabriz, 47 (2), pp. 62-53. (In Persian).
 
2-    Beck, S.B., Curren, M.D., Sims, N.D. and Stanway, R., 2005. Pipeline network features and leak detection by cross-correlation analysis of reflected waves. Journal of hydraulic engineering131(8), pp.715-723.
 
3-    Brunone, B. and Ferrante, M., 2001. Detecting leaks in pressurized pipes by means of transients. Journal of hydraulic research39(5), pp.539-547.
 
4-    Chaudhry, M. H. 1987. Applied Hydraulic Transients (2nd Edition), Litton Educational Publishing Inc. Van Nostrand Reinhold Co.
 
5-    Colombo, A.F. and Karney, B.W., 2002. Energy and costs of leaky pipes: Toward comprehensive picture. Journal of Water Resources Planning and Management128(6), pp.441-450.
 
6-    Covas, D., 1998. Leak detection and location in water distribution networks: Hydrodynamic analysis approach. MSc, Instituto Superior Técnico, Technical Univ. of Lisbon, Portugal in Portuguese.
 
7-    Covas, D., Almeida, A. B. and Ramos, H., 2000a. Leak Location in Pipe Systems Using Pressure Surges. Proceedings of 8th International Conference on Pressure Surges, Eds. Anderson, A., Pub. BHR Group Ltd., The Hague, the Netherlands, pp.169-179.
 
8-    Covas, D., Ramos, H. and De Almeida, A. B., 2000b. Leak location in pipe systems using pressure surges. Eds. Anderson, A., Pub. BHR Group, The Hague, The Netherlands, pp.169-182.
 
9-    Covas, D. and Ramos, H., 1999. Leakage detection in single pipelines using pressure wave behaviour. Water Industry System: modelling and optimisation application1, pp.287-299.
 
10- Haghighi pour, S., 2013. Hydrological review of transient currents in series pipelines using physical and numerical model. PhD thesis of Shahid Chamran University of Ahvaz. (In Persian).
 
11- Halliwell, A.R., 1963. Velocity of a water-hammer wave in an elastic pipe. Journal of the Hydraulics Division89(4), pp.1-21.
 
12- Jönsson, L., 1995. Leak Detection in Pipelines Using Hydraulic Transients: Laboratory Measurements. University of Lund. Department of Water Resources Engineering.
 
13-   Liggett, J.A. and Chen, L.C., 1994. Inverse transient analysis in pipe networks. Journal of Hydraulic Engineering120 (8), pp.934-955..
 
14- Mohammadi, K., Fathi Moghadam, M., Ahadian, J. and Haghighipour, S., 2015. Physical and numerical simulation of leakage in transient flow. 10th International Conference on Civil Engineering, Tabriz May 15th-17th, 2015. (In Persian).
 
15- Parker, K.H. and Jones, C.J.H., 1990. Forward and backward running waves in the arteries: analysis using the method of characteristics. Journal of biomechanical engineering112(3), pp.322-326.
 
16- Taebi, h., 2013. Hydrological investigation of transient currents in parallel pipes using a physical and numerical model. PhD thesis of Shahid Chamran University of Ahvaz. (In Persian).
 
17-   Wylie, E.B., Streeter, V.L. and Suo, L., 1993. Fluid transients in systems (Vol. 1, p. 464). Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall.