ناقشت كلية الهندسة بجامعة بابل رسالة الماجستير الموسومة " ديناميكية الأنابيب الناقلة للموائع ذات الجريان الطباقي باستخدام طريقة الخصائص " للباحث مهند كريم كاظم بإشراف الدكتور أحمد عبد الله الراجحي .
وتركز الدراسة على التحقيق الخاص بتأثير جريان المائع على الاستجابة الديناميكية للأنابيب . كما تتمتع بأهمية كبيرة في التطبيقات الصناعية مثل محطات الديزل و الغاز،والكثير من التطبيقات التي تستخدم معدات نقل الغاز أو أي مائع أخر . المعادلة الحاكمة تضمنت تأثيرات كل من الطاقة ، و تأثير كل من القوة المركزية و قوة الكريوليز نتيجة لسرعة الجريان. وتم دراسة تأثير سرعة الجريان نظريا و عمليا . و قد تم استخدام طريقة الخواص لتحليل الجزء النظري من الرسالة ، بينما الجزء العملي درس تأثير نوعين من الأحمال هما (الحمل الزائل و الحمل الثابت).
وتم في دراسة الحمل الزائل استخدام ثلاث مستشعرات للتعجيل لحساب التعجيل في نقاط مختلفة من الأنبوب ، حيث تم وضعهم على مسافة (15سم) من بعضهم البعض،واستخدمت المطرقة الذكية لتسليط الحمل الزائل . هذا الاختبار تم استخدامه لحساب التردد الطبيعي للنظام بطريقة الإنقاص اللوغارتمي حيث كان مقداره حوالي ( 7.58 ).
كما انه تم استخدام نفس المنظومة و لكن بدون تسليط قوة خارجية لغرض دراسة الاهتزاز الداخلي الناتج من جريان المائع داخل الأنبوب لغرض دراسة تأثير الحمل الثابت تم استخدام أثقال متغيرة الكتلة ، و تم تثبيت ثلاث مستشعرات انفعال لقياس الخصائص الديناميكية للأنبوب . وتم استخدام برنامج (Labview) لتحليل إشارة مستشعرات التعجيل و مستشعرات الانفعال و كذلك مستشعر المطرقة. وسرعة الجريان تم حسابها باستخدام جهاز قياس الجريان بالموجات فوق الصوتية و جهاز قياس الجريان الميكانيكي . وقد تمت معايرة هذه الأجهزة باستخدام إناء مختبري مدرج . الأنبوب تمت دراسته في ثلاث حالات، الحالة الأولى كانت للأنبوب الفارغ ، و الحالة الثانية هي الأنبوب ممتليء بالمائع و السرعة مساوية للصفر، و من ثم تمت دراسة حالة السرع المتغيرة ، و تأثيرات كل حالة تمت مناقشتها. كان هناك فروقات كبيرة بين استجابة الأنبوب الفارغ و استجابة الأنبوب الحاوي على مائع جاري . استجابة العزم بالنسبة للأنبوب الفارغ كان يستقر في مستوى أعلى من الأنبوب متغير السرع نتيجة المقاومة الفقيرة للأنبوب في هذه الحالة مقارنة مع الأنبوب ذو المائع الجاري . بينما الأنبوب ذو المائع الساكن كان له أعلى قيمة للعزم بسبب أن الأنبوب و المائع في هذه الحالة يتعامل ككتلة واحدة و بالتالي فان الكتلة النهائية للنظام تزداد. تأثير قوة الكريوليس والقوة المركزية كان يزداد مع ازدياد سرعة الجريان . تأثير الكريوليس كان واضحا في الجزء الغير مستقر من الاستجابة حيث أن هذه القوة تزيد من زمن اللا استقرار. بينما كان تأثير القوة المركزية يتركز في الجزء المستقر من الاستجابة حيث أن هذه القوة تقوم بتقليل العزم النهائي للنظام في منطقة الاستقرار . المعادلة الحاكمة كانت تتضمن تأثير كل من القصور الذاتي والكريوليس و القوة المركزية. من خلال نتائج هذه الدراسة يمكن ملاحظة أن جريان المائع له تأثير كبير على الاستجابة الديناميكية للأنابيب ، حيث تبين أنه يزيد من تخميد الأنبوب وهذا التأثير يزداد كلما زادت سرعة الجريان و حسب النسق.
رافع عبد القادر