Difüzörlerin hidrolik tasarımı ve dinamik analizi
Hydraulic design and dynamic analysis of diffusers
Yazar: ÖZGE KARATAŞ
Danışman: PROF. DR. BEKİR SOLMAZ
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Deniz deşarj sistemleri; atıksu ileten boruhatlarından, difüzörlerden ve pompa sistemlerinden oluşmaktadır. Boruhatlarının genellikle son kısımlarına yerleştirilen difüzörler, seyrelme yoluyla atıksu deşarj eden belli aralıklarda ve çaplardaki çıkış kanallarına sahiptir.İç akış her bir kesit daralmalarında ve port çıkışlarında temel akışkanlar mekaniği bağıntılarıyla hesaplanmıştır. Ancak bu problem çözümlenirken dalga kökenli dış basınç göz önüne alınmalıdır. Dalga basınçları ve akış parametreleri dalga teorilerine göre farklılaşmaktadır. Burada Lineer dalga teorisi esas alınmıştır. Port çıkışlarındaki dış basınç zamanla değişen dalga kökenli hidrodinamik basınç ve temel hidrostatik basınçtan müteşekkildir. Dinamik analizde zamanla değişen iç akış kökenli hidrodinamik kuvvetleri kullanırken, stabilite analizinde maksimum hidrodinamik kuvvetlere eşdeğer statik kuvvetler esas alınarak hesaplamalar yapılmıştır.Difüzör üzerinde belli aralıklarda ve çaplarda yerleştirilen çıkış kanalları, bir yönde dirsekli dikey ve yatay borudan oluşmaktadır. Çıkış kanal ağızlarında daralma vardır. Daralma farklı fışkırma katsayılarıyla tanımlanmıştır.Kesit daralmaları impuls moment etkisiyle hesaplanacak eksenel zamanla değişen dinamik kuvvetler doğurmaktadır. Bu kuvvetler riser için de hesaplanmaktadır.Stabilite hesaplarına göre dengede olduğu saptanmış olan bir difüzörün modeli, deniz tabanına serbestçe oturmuş ve iki tesbit kitlesi ile mesnetlenmiş olarak hesaplamalara dahil edilmiştir.Zamanla değişen iç akış kökenli eksenel yükler ve dış yükler etkisinde silindirik batık boru biçimindeki basit kirişin, Tek Serbestlik dereceli sistemle ve Zaman Tanım Alanı Yöntemiyle dinamik hesaplamaları yapılmıştır. Borunun iç ve dış basınç kuvvetlerinin etkisindeki titreşimi hesaplanarak hem analitik yöntemle hem de nümerik yöntemle elde edilen bulguları kıyaslanmıştır.

Abstract:
Marine outfall sytems are composed of submarine pipeline transmitting wastewater, diffusers and pomp system. Diffusers that are usually placed at the last parts of pipeline have exit canals that are discharging wastewater by dilution with specific spaces and diameters.Internal flow in each cross-section contraction and port exit are calculated by main fluid mechanics correlation. However in this calculation external pressure with effects of wave must be considered. Wave pressures and flow parameters change according to wave theories. In this study linear wave theory based on. External pressures in the exit of ports are formed with hydrodinamic pressure with effect of wave changing according to time and main hydrostatic pressure. In dynamic analysis hydrodinamic forces with internal flow changing according to time are used, in stability analysis maximum hydrodinamic forces equivalant to static forces are based on in calculations.Exit canals; that are placed above the diffuser with specific spaces and diameters and also composed of one way pipe bended vertical and horizontal. There are contractions on the exit canal edge. Contractions are identified with different effusion coefficients.Contractions of cross sections cause axial dynamic forces changing according to time that are calculated effect of impuls moment. These forces are also calculated for riser.Diffuser modal that is balanced according to stability calculations, lying on the ocean floor freely and braced with two detective masses added in this calculation.Simple beam formed cylindrical ruined pipe with the effects of internal flow changing according to time and external forces, calculated dynamicaly with Single Degree of Freedom System ( the SDFS) and Time History Analysis Method. Pipe?s vibration with the effects of internal and external pressure forces calculated and findings compared with analytical and numeric method.