۲۰ (متر بر ثانیه)

سرعت ظاهری هوا

آلومینیوم و کربن استیل و PVC

جنس کوپن

در توضیح ) باید عنوان نمود که سرعت هوا در تمام آزمایش ها ۲۰ متر بر ثانیه تعیین شده است. برای ایجاد این سرعت از حداکثر میزان دبی کمپرسورها استفاده شده است. در تمام آزمایش ها بجز آزمایش های بررسی جنس کوپن در مرحله پایانی، از کوپن با جنس آلومینیوم استفاده گردیده است.

در ابتدا آزمایش ها بروی جریان دو فازی هوا و شن متمرکز است. شن در اندازه های ۵/۱۳۷، ۲۲۵، ۳۶۰ و۵۱۰ میکرون به همراه هوا به سیستم تزریق شده و سایش اندازه گیری می شود.
در مرحله بعد به مقایسه جریان سه فازی و با جریان دوفازی می پردازیم. جریان سه فازی شامل هوا، آب و شن بوده که در سرعت های ظاهری مختلف آب مورد برسی قرار گرفته است. همچنین در جریان سه فازی شن در دو اندازه ۲۲۵ و ۳۶۰ میکرون به هوا و آب تزریق شده و اختلاف آنها بررسی شده است.
در نهایت جنس کوپن ها تغییر داده می شوند. از سه جنس مختلف آلومینیوم، کربن استیل و PVC در این مرحله استفاده شده و مورد مقایسه قرار داده شده است.
آنالیز
سنجش میزان سایش در تجهیزات، بوسیله ی کوپن انجام می شود. همانطور که در ) مشخص است، کوپن ها بصورت دیسکی بوده که قطر خارجی آنها ۱۸ میلیمتر و ضخامت آنها ۳ میلیمتر است و سوراخی به قطر۳ میلیمتر در مرکز کوپن ایجاد شده تا با پیچ به نگهدارنده کوپن وصل شود. در) تصویر کوپن آورده شده است.
شکل (۳۷): اندازه کوپن ها
شکل (۳۸): نمایی از کوپن های مورد استفاده
برای آنالیز آزمایش ها از ترازوی نشان داده شده در ) با دقت پنج رقم اعشار استفاده شده است. وزن کوپن ها قبل و بعد از آزمایش تعیین شده و از اختلاف وزن کوپن ها برای اندازه گیری سایش استفاده می شود. قابل توجه است که کوپن ها قبل و بعد از هر آزمایش با اتانول شسته و کاملا خشک نموده و وزن می کنیم. کوپن ها سه بار قبل و بعد از هر آزمایش وزن می شوند و میانگین سه توزین به عنوان وزن کوپن یادداشت خواهد شد، تا خطای آزمایش به حداقل کاهش یابد.
شکل (۳۹): تصویری از ترازوی با پنج رقم اعشار
فصل پنجم
نتایج
نتایج
همانطور که در فصول پیشین در مورد بررسی پارامترهای موثر صحبت گردید به بررسی برخی از شرایط تاثیر گذار در میزان سایش در زانویی و لوله می پردازیم.
توجه شود که میزان سایش در واحد میلیمتر بر کیلوگرم شن تزریقی در این تحقیق آورده شده است. شایان ذکر است که اختلاف وزن بدست آمده را در رابطه (۵-۱) قرار داده تا میزان سایش در واحد ذکر شده بدست آید.

(۵-۱)

در رابطه ER میزان سایش در واحد میلیمتر بر کیلوگرم شن تزریقی، اختلاف وزن در واحد گرم، t زمان آزمایش در واحد ساعت، W مقدار شن تزریقی در واحد کیلوگرم شن در ساعت، A در واحد متر مربع و دانسیته کوپن در واحد کیلوگرم بر متر مکعب می باشد.
در تمام آزمایش ها زمان ۶ ساعت، سطح کوپن ۰۰۰۲۶۴/۰ متر مربع، چگالی کوپن آلومینیومی ۲۷۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب و میزان شن تزریقی ۲۵/۰ کیلوگرم بر ساعت در نظر گرفته شده است.
اثر اندازه شن بروی سایش در جریان دو فازی
شکل (۴۰)، نمودار تاثیر اندازه شن بر میزان سایش زانویی را نشان می دهد. شن در اندازه های متفاوت (در واحد میکرون) به درون سیستم تزریق شده و سایش اندازه گیری شده در واحد میلیمتر بر کیلوگرم شن تزریقی در ) آورده شده است. همانطور که در نمودار مشخص است با افزایش اندازه شن تا ۳۶۰ میکرون، میزان سایش با افزایش اندازه شن زیاد می شود و بعد از ۳۶۰ میکرون ثابت است و حتی ممکن است کمتر هم شود.
شکل (۴۰): تاثیر اندازه ذرات بر میزان سایش زانویی آلومینیوم عمودی ۱اینچ
(دمای ۲۰ درجه سانتی گراد، فشار۵/۱ بار و سرعت ظاهری هوا ۲۰ متر بر ثانیه)
برای توضیح این مطلب می توان دو دلیل عمده عنوان کرد: الف. وزن ذرات با افزایش قطر بیشتر می شود. در ابتدا افزایش وزن ذرات شن، موجب افزایش تکانه برخورد ذرات به سطح فلز می شود. با افزایش تکانه برخورد، شدت تخریب و میزان سایش بالا می رود. وقتی که قطر ذرات از یک مقدار خاص بالاتر برود جریان هوا دیگر قادر به حمل ذرات با سرعت بالا نیست و سرعت برخورد ذرات با سطح فلز کاهش می یابد و همین امر سبب کاهش تکانه برخورد ذرات شن به سطح فلز و کاهش میزان تخریب می شود. ب. به دلیل ثابت بودن دبی شن تزریقی در آزمایش، با افزایش وزن هر ذره، تعداد ذرات درون جریان کاهش می یابد. کاهش تعداد ذرات موجب کم شدن تعداد برخورد ها به سطح فلز شده و سایش را کاهش می دهد.
اثر میزان آب تزریقی در جریان سه فازی
در ) تا ) تاثیر میزان تزریق آب در جریان سه فازی هوا، شن و آب در لوله عمودی، لوله افقی، زانویی عمودی و زانویی افقی نشان داده شده است.
شکل (۴۱): تاثیر افزایش سرعت ظاهری آب بر سایش لوله آلومینیوم عمودی ۱اینچ
(دمای ۲۰ درجه سانتی گراد، فشار۵/۱ بار و سرعت ظاهری هوا ۲۰ متر بر ثانیه)
شکل (۴۲): تاثیر افزایش سرعت ظاهری آب بر سایش لوله آلومینیوم افقی۱اینچ
(دمای ۲۰ درجه سانتی گراد، فشار۵/۱ بار و سرعت ظاهری هوا ۲۰ متر بر ثانیه)
شکل (۴۳): تاثیر افزایش سرعت ظاهری آب بر سایش زانویی آلومینیوم عمودی ۱اینچ
(دمای ۲۰ درجه سانتی گراد، فشار۵/۱ بار و سرعت ظاهری هوا ۲۰ متر بر ثانیه)
شکل (۴۴): تاثیر افزایش سرعت ظاهری آب بر سایش زانویی آلومینیوم افقی۱اینچ
(شن ۲۲۵ میکرون، دمای ۲۰ ، فشار۱٫۵ bar و سرعت ظاهری هوا ۲۰ m/s)