Kararsız akım analizleriyle boru hatlarındaki kaçak noktalarının belirlenmesi

Abstract

Boru hatlarında doğal veya insan etkisiyle kaçaklar meydana gelebilmektedir. Uzunluğu kilometrelerce olabilen boru hatları üzerindeki kaçakların yerlerinin ve miktarlarının en kısa sürede ve en az maliyetle tespit edilmesi önemlidir. Böylece hem iletilen akışkanın kaybı azaltılabilecek hem de sızan akışkanın çevreye olan olumsuz etkileri en aza indirilecektir. Kararsız akımların boru hatlarındaki kaçak noktalarının ve miktarlarının belirlenmesinde kullanımı son yıllarda artmaktadır. Bu çalışmada sabit seviyeli iki hazne arasındaki bir boru hattının mansap ucundaki vananın kısmen kapatılmasıyla meydana gelen su darbesi sonucu oluşan basınç dalgalarının değişimi ele alınmıştır. Basınç dalgalarının zaman ve frekans alanındaki değerlerinin, kaçaksız durumdaki benzer değerler ile karşılaştırılmasıyla, kaçak yeri ve miktarı tespit edilebilmektedir. Kaçak yerinin belirlenmesinde basınç değerlerinin zaman alanındaki değişimlerinin kullanılmasının uygun olduğu görülmüştür. Kaçak miktarının belirlenmesinde ise basınç değerlerinin frekans analizi sonucunda elde edilen Spektral Güç değerlerinin frekans alanındaki değişimlerinin kullanılmasının daha uygun olduğu görülmüştür.

Leakage in pipelines may occur due to natural or human effects. Pipelines can be many kilometers in length so, it is important to determine the location and amount of leaks in the shortest time and with minimum cost. Thus, the loss of the transmitted fluid can be reduced and the negative effects of the leaked fluid to the environment will be minimized. The use of transient flows in detecting leakage points and quantities in pipelines has increased in recent years. In this study, the change of pressure waves resulting from the waterhammer by partially closing the valve at the downstream end of a pipeline between the two constant water level reservoirs is discussed. By comparing the values of the pressure waves in the time and frequency domain with the similar values in the no-leak state, the leakage location and the amount can be determined. It has been found that it is appropriate to use the changes of the pressure values in the time domain to determine the leak location. In determining the amount of leakage, it was seen that it is more appropriate to use the changes of the spectral power values in the frequency domain which is obtained as a result of the frequency analysis of the pressure values.