Fuzzy logic modelling of sediment transport in annulus

Abstract

Boru içerisindeki akışkanlarla sediment taşınımının anlaşılması hidrolik mühendisliğindeki en önemli konulardan birisidir. Eğer akışkan hızı kritik bir değerden daha küçükse, çok büyük miktarda hidrolik yük kaybına sebep olabilecek yerleşik bir kesinti yatağı oluşmaktadır. Bu çalışmada, iki boru arasında oluşan yerleşik kesinti yatağı kalınlığını tahmin etmek için bir bulanık mantık modeli geliştirilmiştir. Önerilen modeli meydana getirmek için literatürden deneysel veriler alınmıştır. Geliştirilen model kullanılarak elde edilen sonuçlar deneysel sonuçlarla karşılaştırıldığında, modelin kesinti yatağı kalınlığını uygun doğrulukla tahmin edilebildiği ortaya çıkmıştır. Ayrıca, yerleşik yatak kalınlığı ± 6.8 %'lik bir hata aralığı içerisinde, literatürde yer alan ve yoğun olarak kullanılan diğer modellerden daha yüksek doğrulukla tahmin edilebilmektedir.

The understanding of sediment transport with fluid in pipes is one of the important issues in hydraulics engineering. If the fluid velocity is lower than a critical value, a stationary cuttings bed develops, which may cause excessive head loss. In this study, a Fuzzy Logic (FL) model is developed to estimate stationary cuttings bed thickness inside the annulus. Experimental data is collected from literature in order to train proposed models. Results showed that the cuttings bed thickness could be estimated using the developed model with a reasonable accuracy when compared with the experimental results. Also, the thickness of the stationary bed can be estimated within an error range of ± 6.8 %, more accurately than the widely used models available in the literature.