جرت في قسم الهندسة الميكانيكية مناقشة رسالة الماجستير الموسومة
تقييم التعرية في ملحقات الانابيب المعرضة لجريان متعدد الاطوار من الماء الخام والدقائق العالقة
لطالب الماجستير (زيد لؤي مهدي) وذلك يوم الاثنين 31- 10- 2022 في قاعة الأستاذ الدكتور منذر الدروبي في القسم.
حيث تألفت لجنة المناقشة من الذوات
أ.د. أكرم وهبي أحمد عزت من جامعة بغداد / كلية الهندسة – قسم الهندسة الميكانيكية – رئيساً
أ.د. صلاح صبيح عبد الكريم من جامعة بغداد / كلية الهندسة الخوارزمي – قسم هندسة التصنيع المؤتمت – عضواً
أ.م. د. زينب حسون حسن من الجامعة التكنولوجية / قسم الهندسة الميكانيكية – عضواً
أ.د. كريمة إسماعيل عموري من جامعة بغداد / كلية الهندسة – قسم الهندسة الميكانيكية – عضواً ومشرفاً
وبعد مناقش الطالب والاستماع لدفاعه وتقييم مستوى الرسالة، منح الطالب درجة الماجستير في الهندسة الميكانيكية – موائع وحراريات
ادناه ملخص الرسالة باللغة العربية
يعد تآكل الجسيمات الصلبة مشكلة شائعة تواجه الكثير من التطبيقات الصناعية التي تتضمن جريان محمل بالجسيمات الصلبة. أحد هذه التطبيقات هو تأكل تجهيزات الانابيب الماء الخام والذي ينتج من الاصطدامات المتكررة للجسيمات الصلبة والمحملة بواسطة الجريان بجدران هذه التجهيزات. هدف هذه الدراسة هو اجراء تحقيق حسابي وعملي عن التآكل الحاصل في الانابيب المستقيمة وتجهيزات الانابيب الأخرى: التقلص المفاجئ، الانبوب المنحني، تقاطع T, وصمام البوابة.
تم حل المعادلات التفاضلية الحاكمة لجريان سائل – صلب (ماء خام) مضطرب لزج مستقر مع الزمن وثلاثي الابعاد مع نموذج التآكل باستخدام برنامج Ansys-Fluent 2020 R2 (المبني على اعتماد منهجية الحجم المحدود). تم اعتماد منهج أويلر- لاغرانج ذات الاقتران الثنائي. تم تخمين كل من سرعة وضغط ومسارات الجسيمات لمختلف معدلات التدفق الكتلية للجسيمات الصلبة، سرع الدخول، احجام الجسيمات، الأقطار الداخلية للأنبوب لجريان ماء-رمل سيليكا (كوارتز) ولخطوط انابيب مصنوعة من الحديد المقاوم للصدأ (SS304H). اما التحقق العملي فلقد تم عن طريق انشاء وتصميم جهاز لغرض فحص سلوك التآكل في عينة كوع نحاسية.
أظهرت النتائج العددية ان التآكل يتوزع بشكل منتظم على طول الانبوب المستقيم، في حين انه يتركز أساسا في منطقة الانكماش في تجهيز الانكماش المفاجئ. يحدث التآكل بشكل أساسي على الجدران الخارجية للكوع عند زاوية 86 درجة بالاتجاه الطولي وعند θ= 90 درجة بالاتجاه المحيطي. تكون منطقة التقاطع ومقطع أنبوب المصب في تجهيز تقاطع T هما أكثر المناطق عرضة للتأكل. أما بالنسبة الى صمام البوابة النصف مفتوح، فأن التآكل يحدث غالبا على الجدران الجانبية للأنبوب المجاورة لبوابة الصمام. وجد ان معدل التآكل يزداد بزيادة معدل تدفق الجسيمات الصلبة، زيادة سرعة الجريان، ونقصان القطر الداخلي للأنبوب. بينما كان تأثير حجم الجسيمات الصلبة متغيرا بالاعتماد على تجهيز الانبوب.
تم التحقق من النتائج الحسابية الحالية من خلال مقارنتها مع النتائج التجريبية المنشورة للأنابيب المستقيمة والأنابيب ذات الانكماش المفاجئ والمنحنية. تم الحصول على تطابق جيد مع انحراف بنسبة 7.6% للأنابيب المستقيمة, 11% للانكماش المفاجئ، و11.4% عند الانبوب المنحني.
أظهرت النتائج العملية أن معدل تآكل عينات الكوع النحاسية (السبيكة رقم C12200) يزداد بشكل دالة اسية مع زيادة تركيز الرمل، حتى يتضاعف بمقدار 20 مرة عندما يتضاعف تركيز الرمال بمقدار 3 مرات. يتمثل فشل عينة الكوع عن طريق ثقب في جدران الخارجية للكوع عند 90 درجة في الاتجاه الطولي وبزاوية 100 = θ درجة في الاتجاه المحيطي. كما وجد أن موقع الحد الأقصى لمعدل التعرية لم يتغير مع تغير تركيز الرمال. المكان المتوقع لتآكل الكوع يتفق جيدًا مع التجارب. وقد لوحظ أيضًا أن التموجات تتطور على السطح الداخلي للجدران الخارجية، تتراوح بين 10 و80 درجة على طول الاتجاه الطولي للكوع. تتناقص المسافة بين التموجات مع زيادة زاوية الانحناء على طول الاتجاه الطولي. عند فحص الوزن المفقود من التعرية لعينات الكوع، تم اكتشاف أن فقدان الوزن ينخفض مع زيادة تركيز الرمال.
