بررسی عددی جریان چند فازی در خطوط لوله با نرخ گاز بالا

امروزه جریان های چندفازی با اهمیتی روز افزون در گستره ی وسیعی از سیستم های مهندسی شامل طراحی بهینه و اجرای ایمن عملیات ها همراه هستند. البته این به معنی محدود بودن این پدیده به فناوری صنعتی مدرن نیست و جریان های چند فازی را می توان در سیستم های بیولوژیکی و پدیده های طبیعی نیز مشاهده نمود.طراحی سیستم های مهندسی و توانایی محاسبه عملکرد آنها به داده های آزمایشگاهی در دسترس و مدل های ریاضی ارائه شده برای توصیف فرآیندهای فیزیکی وابسته است. در این پژوهش با شبیه سازی عددی جریان چندفازی در خطوط لوله گاز با نرم افزار OLGA به روش حجمی محدود به بررسی جریان در خطوط لوله با نرخ گاز بالا پرداخته شد. نتایج نشان داد که در مسیر ابتدایی لوله تا طول ۸ کیلومتر، ارتفاع خط لوله از سطح دریا افزایش می یابد به طوری که در فاصله ۸ کیلومتری از ابتدای لوله این ارتفاع به بیشترین مقدار برابر با ۱۵۵۰ متر می رسد. پس از آب با کاهش ناگهانی ارتفاع خط لوله از سطح دریا، این مقدار در فاصله ۱۳ کیلومتری از ابتدای لوله به حدود ۴۵۰ متر از سطح دریا می رسد. سپس شیب لوله تا انتهای آن تقریبا ثابت می گردد و افزایش ارتفاع ناچیزی تا فاصله ۶۴ کیلومتری دارد. همچنین با بررسی نیمرخ فشار محاسبه شده در نرخ گاز ۱۸.۷ MMSCMD ملاحظه گردید که در ابتدای لوله، فشار سیال در آن در حدود ۱۱۴.۲ بارگرم بوده و سپس یک کاهش فشاری تا طول ۶ کیلومتر را تجربه می کند که فشار لوله به ۱۱۱ بارگرم می رسد. پس از آن روند فشار سیال تا طول ۱۱.۹ کیلومتری از ابتدای آن افزایشی شده و به بیشترین مقدار برابر با ۱۱۷ بارگرم می رسد. مجددا از این نقطه تا انتهای لوله در فاصله ۶۴ کیلومتری روند کاهشی فشار سیال در لوله رخ می دهد و به کمترین مقدار برابر با ۱۰۱ بارگرم می رسد.

Keywords:

جریان های چندفازی , خطوط لوله گاز , نرخ گاز بالا , روش حجمی محدود