مدل‌سازی تأثیر مواد تغییر فاز دهنده بر دما و میزان تبخیر آب حوضچه‌های تبخیری

Abstract

مدیریت پساب­ های نفتی با هدف حفاظت‌از محیط زیست در فرایند استخراج نفت و گاز، یکی از مهم­ترین اقداماتی است که در سال­های اخیر، بدان توجه ویژه شده‌است. رهاسازی پساب ­هاب نفتی در محیط زیست، باعث ورود مواد شیمیایی مضر به طبیعت می‌شود و ضررهای جبران‌ناپذیری را به محیط زیست وارد می‌کند. یکی از متداول­ترین روش­ها برای جداسازی این مواد شیمیایی از پساب، استفاده‌از حوضچه­های تبخیر است که باکمک تبخیر آّب، عمل جداسازی را انجام می­ دهد. عوامل متعددی مانند بارش باران و عدم دسترسی به انرژی خورشیدی، برروی کارایی این حوضچه­های تبخیر تأثیر منفی می­ گذارد. بر همین اساس و باتوجه‌به اهمیت موضوع مدیریت پساب­های نفتی، هدف این تحقیق، مطالعۀ تأثیر استفاده‌از مواد تغییر فاز دهنده برروی میزان آب تبخیرشده و دمای آب درون حوضچه ­های تبخیر است. برای این منظور، در ابتدا، تغییرات دمایی پساب یکی از پالایشگاه­ ها با اعمال موازنۀ انرژی در درون حوضچه مدل­سازی می­شود. سپس با اضافه‌کردن مخزن حاوی مادۀ تغییر فاز دهنده در حوضچه ­های تبخیر، تغییرات دمایی پساب با کمک معادلات جدید حاکم‌بر مسئله، از نو بررسی می‌شود. با‌مقایسۀ نتایج مدل­سازی در این دو حالت، مشخص شد که با اضافه‌کردن یک مخزن حاوی پارافین C33 (به‌عنوان مادۀ تغییر فاز دهنده) به‌درون حوضچه، 735 کیلوگرم سیال بیشتری در طول شب نسبت‌به حالت عادی تبخیر می­ شود. علاوه‌بر این، مشخص شد که در صورت استفاده‌از پره با جنس مس برروی مخزن، انتقال حرارت می­تواند تا 10 برابر افزایش یابد.

Keywords

• انرژی تجدیدپذیر
• مواد تغییر فاز دهنده
• حوضچه‌های تبخیر
• مدل‌سازی
• بهینه‌سازی