Modeling and simulation of the erosion rate in hydraulic structures

Joint Authors

al-Ghisham, Thair Suud Salman
Abd, Ali Hamid
Chiyad, Shams M.
Hilu, Ali N.
Ismail, Rawaa H.

Source

Wasit Journal of Engineering Sciences

Issue

Vol. 10, Issue 1 (31 Mar. 2022), pp.46-55, 10 p.

Publisher

Wasit University College of Engineering

Publication Date

2022-03-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

10

Main Subjects

Mechanical Engineering

Abstract AR

تعتمد متانة الهياكل الهيدروليكية بشكل أساسي على مقاومة سطح الخرسانة للتآكل الميكانيكي.

الكشط المائي هو المصطلح المستخدم لوصف الضرر السطحي الناتج عن الإزالة المستمرة للمواد الناتجة عن تأثير الجسيمات الصلبة المنقولة بالماء.

يمكن ملاحظة هذا النوع من التدهور التدريجي للأسطح الخرسانية في جميع المنشأة الهيدروليكية تقريبا، بدرجات متفاوتة من الشدة بشكل أساسي، يؤدي تأكل الخرسانة هذا إلى تقليل العمر الافتراضي للمنشآت المائية، ونتيجة للإصلاحات اللازمة، يؤدي عدم تشغيل المنشأة أثناء وقت الإصلاح إلى زيادة التكاليف تم إجراء المحاكاة العددية باستخدام وفقا لجهاز Messa)، وبعد التوصل إلى اتفاق ممتاز مع نتائج التجارب، تم تنفيذ دراسة بارامترية، حيث تم فحص ثلاثة عوامل رئيسية زاوية ميل التدفق، والكثافة (تركيز الرمال في الماء) وسرعة دوران الماء.

تم استخدام 19.0 ANSYS لمحاكاة معدل التأكل وفقا للمحاكاة العددية، كانت أفضل زاوية ميل للجريان عند ٤٥ درجة، والتي أظهرت أقل معدل تأكل بالإضافة إلى ذلك، أظهرت النتائج أن معدل التأكل يزداد مع زيادة الكثافة والسرعة الدورانية.

Abstract EN

Basically, the durability of hydraulic structures is heavily influenced by concrete surface resistance against mechanical wear.

Hydro-abrasion is the term used to describe deterioration of concrete surface inflicted by the continuous removal of surface material due to the effect of water-dragged solids.

This type of cumulative damage for the surface of concrete may be seen in practically all hydraulic systems, in varying degrees of severity.

Essentially, such hydro-abrasive concrete wear reduces the life time of the hydraulic structure, and as a result of the maintenance necessary, the facility's non- operation during the repair time increases costs.

The numerical simulation was carried out according to the Messa device.

Then, after an excellent agreement had been achieved with the experiments, a parametric study was implemented, where three key factors were investigated: the flow inclination angle, the density (sand concentration in water) and the rotational speed of the water.

ANSYS 19.0 was used for simulating the erosion rate.

According to the directed numerical simulation, the best flow inclination angle was at 45°, which showed lowest erosion rate.

In addition, the findings showed that, the erosion rate raised considerably as the density and rotational speed increased.

American Psychological Association (APA)

Chiyad, Shams M.& Hilu, Ali N.& al-Ghisham, Thair Suud Salman& Abd, Ali Hamid& Ismail, Rawaa H.. 2022. Modeling and simulation of the erosion rate in hydraulic structures. Wasit Journal of Engineering Sciences،Vol. 10, no. 1, pp.46-55.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1572876

Modern Language Association (MLA)

Chiyad, Shams M.…[et al.]. Modeling and simulation of the erosion rate in hydraulic structures. Wasit Journal of Engineering Sciences Vol. 10, no. 1 (2022), pp.46-55.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1572876

American Medical Association (AMA)

Chiyad, Shams M.& Hilu, Ali N.& al-Ghisham, Thair Suud Salman& Abd, Ali Hamid& Ismail, Rawaa H.. Modeling and simulation of the erosion rate in hydraulic structures. Wasit Journal of Engineering Sciences. 2022. Vol. 10, no. 1, pp.46-55.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1572876

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 54-55

Record ID

BIM-1572876