بررسي و مطالعه طراحي مفهومي جداساز گاز-مايع محوري با قابليت كاربرد در صنايع نفت و گاز

كارشناسي ارشد

جداسازهاي سيكلوني به خاطر حجم و وزن كم، افت فشار كم، سرعت جداسازي بالا و قابليت كاركرد در فشارهاي بالا (شرايط چاه‌‌هاي به دور از ساحل) مورد توجه ويژه‌‌اي قرار گرفته‌‌اند. جداساز جريان محوري گاز-مايع I-sep با ورودي حلزوني ،خروجي فاز سنگين حلزوني و خروجي فاز سبك محوري مقطع دايروي توسط شركت كالتك انگلستان طراحي شده است. در اين پايان‌‌نامه اين جداساز به كمك ديناميك سيالات محاسباتي، شبيه‌‌سازي شده و با نتايج تجربي استاد راهنماي پايان نامه، اعتبار سنجي شده است. در اين پژوهش، از روش چندفازي اويلرين براي حل جريان دوفازي جداساز فوق الذكر استفاده شده است. در راستاي مدل‌‌سازي آشفتگي از روش k-ε Realizable براي محاسبات نهايي و صحت سنجي بهره‌گيري شده است. مراحل مختلف اعتبار سنجي، براي كسرهاي حجمي ۶۵، ۷۰ و ۷۹ درصد انجام گرفته است. مقادير بازدهي مبتني بر ضرايب تأثير نشان داد كه سازگاري مطلوبي بين نتايج عددي و نتايج تجربي برقرار بوده است. با توجه به بازدهي مبتني بر ضرائب تأثير ٪ ۰۱/۹۵، ٪۵/۹۹، ٪۵۱/۹۹ براي كسرهاي حجمي ۶۵، ۷۰ و ۷۹ درصد، همچنين نتيجه‌گيري مي‌شود كه بازدهي كلي مزبور براي كسرهاي حجمي بالاتر قابل دسترس‌تر مي‌باشد. آنچه از مقايسه نتايج حاصله از حل عددي وشيوه پايا و گذرا به دست آمد، به عنوان مجوزي مناسب در راستاي اتخاذ تصميم معقول براي كاربرد شيوه مدل‌سازي حل پايا در راستاي مطالعه جريان جداسازي در جداساز در نظر گرفته شده است. اثر تغيير فشار فازهاي سنگين سبك جداساز مورد مطالعه قرار گرفته است. آن چه از نتايج حاصله مستفاد گرديده، مبين آن است كه هر گاه فشار ناحيه خروجي فاز سنگين با قريب ۳۰ درصد افزايش به ميزان ۶۵ كيلوپاسكال برسد، با قريب ۳ درصد افزايش ميزان ضريب تأثير گاز خروجي و بهبود عملكرد جداساز مواجه خواهيم شد. هچنين اثر تغيير طول قسمت‌هاي تبديل سطح مقطع مستطيلي در ناحيه ورودي و تبديل سطح مقطع مستطيلي به دايروي در ناحيه خروجي فاز سنگين مورد مطالعه دقيق قرار گرفته‌اند. با بهره‌گيري از نتايج عددي و مقايسه آن‌ها با نتايج تجربي نسبت به طراحي يك جداساز با هندسه بهينه شده اقدام گرديد. در طراحي مزبور اهتمام بر آن شد كه هندسه‌هاي سطوح مقاطع ورودي، خروجي‌ها و همچنين هندسه‌ي گرداب‌ياب و محفظه جداسازي با كمترين مقادير افت فشار ممكن مورد ملاحظه و محاسبه قرار گيرند.

190880

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر محمد اخلاقي