Deniz tabanına yerleştirilen polietilen borunun üzerindeki dalga etkisi
Effects of stokes wave on polyethylen pipe on the floor
Yazar: RIDVAN FIRAT BAYHAN
Danışman: DOÇ. DR. ŞEVKET ÇOKGÖR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Basınç = Pressure ; Kayma gerilmesi = Shear stress ; Polietilen = Polyethylene

Özet:
Simülasyonlarımızda PE100 SDR11 250 mm,160mm,90mm ve 50 mm borular seçilmiştir. Yaklaşık genişlik 6.2 metre, derinlik 2 metre alınmıştır. Boru iki adet mesnet ile sabitleştirilmiştir. Her ne kadar kanalın son kısmında dalgakıran mevcut olsa da simülasyonlarda bu etki göz ardı edilmiştir. Araştırmalarımızın ana amacı kayma gerilmelerini, basınç dağılımlarını ve kuvvetleri stokes dalgası koşulunda incelemektir. Doğalgaz boru hattı inşa edilmiştir ve ilk aşamada sadece nümerik çözümlerle olayın fiziği araştırılmıştır. Borudaki ani basınç değişiklikleri simülasyonda gözlemlenmiş ve önemli sonuçlar kayıt altına alınmıştır. Her koşulda basınç kuvvetleri yükselen dalgayla yükselmektedir fakat özellikle borunun uç noktalarındaki kayma gerilmeleri ve basınç dağılımları farklılık göstermektedir. Aynı dalga koşulunda dört simülasyon için de borunun uç bölgelerinde statik, dinamik basınç ve çevri kopmalarının neticesinde oluşan zorlanmalar dalganın boruya göre artan ve azalan yükseklik değerleri de göz önünde tutularak incelenmiştir. Borudaki kimyasal mukavemet doğrudan polimer bozulmaya bağlı olduğu için malzemenin elastiklik özellikleri dalga koşullarında değişmemektedir. Dışarıdan herhangi bir mekanik etki olmadığı sürece malzeme yapısında bir değişiklik meydana gelmez. Borunun değişen KC değerlerinde basınç ve kuvvetler dalga salınımlarında değişiklik göstermekte bu da malzemede az da olsa sapma meydana getirmektedir. Dalganın polietilen boru üzerindeki etkilerinin doğalgaz iletimi çalışmaları için temel olacağı düşünülmektedir. Bu çalışmanın bundan sonra yapılacak olan çalışmalara önemli katkılar sağlaması beklenmektedir.

Abstract:
In our simulations PE100 SDR11 250 mm,160mm, 90mm and 50 mm pipes have been taken. Width of channel is approximately 6.2 meter, and fluid height is 2 meter. Pipe is stable with two non moving weights. Although there is a breakwater is located at the end of this channel it has been neglected. The main purpose in our investigations is to determine shear stresses, small deflections, pressure distributions and forces in stokes wave. Natural gas pipeline has been constructed and in our project`s first phase, we are only dealing with numerical solutions of pipe. Sudden changes of pressure distribution has been determined in our simulation and some important results have been recorded. In all circumstances pressure forces is increasing in simulation in increasing wave but especially sectional peak points` shear stresses, pressure distributions are different. Strength of pipe has been investigated by considering the effects of static, dynamic pressures and vortex shedding in same wave condition with changing wave heights. Because of the fact that chemical strength depends on polymer deformation, elastic specifications can not change in wave conditions. As long as there is no mechanical force on polyethylen pipe, structure of pipe can not change. In changing KC values pressure and forces causes deformations on pipe. Effects of wave on polyethylen pipe can form the basis to natural gas transmission. It is hoped that the presented study would make significant contribution to the future works.