Pizhūhish-i Naft (Apr 2021)
مطالعه‌تجربی و مدل‌سازی CFD جداساز دوفازی
Abstract
تمرکز اصلی این پژوهش برروی بررسی عملکرد جداسازدوفازی (مایع- گاز) آزمایشگاهی به‌صورت تجربی و همچنین، ارائه مدل شبیه‌سازی دقیق به منظور استفاده در طراحی جداسازهای صنعتی بوده است. به همین منظور، جداسازصنعتی دوفازی در ابعاد آزمایشگاهی با استفاده از روابط تجربی موجود طراحی گردید. در مدل‌های نیمه‌تجربی علاوه بر فرض‌های ساده شونده، تأثیر منحرف‌کننده ورودی جداساز بر فرآیند جداسازی نادیده گرفته شده و قطر قطرات فاز ثانویه یک مقدار ثابت تعیین شده می‌باشد که تمامی قطرات مایع در بالاترین نقطه جداساز قرار دارند و از آن نقطه به طرف سطح مایع سقوط می‌کنند. همچنین، مفاهیم مربوط به جریان آشفته در این روش‌ها مد‌نظر گرفته نشده است. در این پژوهش، چرخه جریانیدوفازی در ابعاد آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. در چرخه جریانی ساخته شده، آب به‌عنوان سیال مایع و هوا به‌عنوان سیال گاز مورد استفاده قرار گرفتند. سیال آب و هوا در نقطه اختلاط که یک مخلوط کننده استاتیک می‌باشد، تشکیل جریان دوفازی داده و پس از طی مسافتی معادل با 160 برابر قطر خط لوله، جریان توسعه‌یافته تشکیل شده و وارد جداساز می‌شود. دبی آب در بازه m3/h 5/0-2 و دبی گاز در بازه m3/hا0-100 در نظر گرفته شد. به منظور بررسی عملکرد جداساز دوفازی، از فیلتر μ 20 در خروجی گازجداسازاستفاده شد وکسرحجمی قطرات آب باقی‌مانده در جریان گاز خروجی اندازه‌گیری شد. همچنین با استفاده از سیستم عکس‌برداری، قطر قطره‌های آب به دام افتاده در فیلتر اندازه‌گیری شد. نتایج شبیه‌سازی CFD جداساز دوفازی با نتایج تجربی به‌دست آمده اعتبارسنجی شدند و بهترین مدل شبیه‌سازی چندفازی، مدل اغتشاش و ضرایب تخفیف برای فرآیند شبیه‌سازی CFD جداساز دوفازی تعیین شدند.از مهم‌ترین دستاوردهای این پژوهش فراهم نمودن بستر لازم جهت طراحی جداساز دوفازی گاز- مایع در ابعادصنعتی با توجه به شرایط تولید و تأثیر هریک از اجزای داخلی جداساز می‌باشد.
Keywords
