شبیه سازی دینامیکی تاثیر زاویه انحراف بر تغییرات رژیم جریان دوفازی در خطوط لوله

تشخیص و پیش بینی رژیم های جریان دوفازی، در چاه ها و یا لوله های انتقال نفت و گاز از اهمیت ویژه ای برخوردار است چراکه نوع رژیم جریان در خط لوله و یا چاه، برمیزان افت فشار حاصل از جریان و در نتیجه طراحی تجهیزات جداکننده ها سرچاهی و غیره تاثیر می گذارد. هدف از انجام این پژوهش، شبیه سازی رژیم های مختلف جریان دوفازی به روش دینامیک سیالات محاسباتی با استفاده از نرم افزار فلوئنت و بررسی تاثیر زاویه انحراف بر هر یک از این رژیم های جریان و اعتبارسنجی مدل توسعه یافته می باشد. به منظور اعتبارسنجی در حالت کاملا افقی از مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی مندهن استفاده شد. جهت اعتبارسنجی نتایج مدل در حالت انحراف از سطح افق نیز از پیش بینی های روش تحلیلی تایتل – داکلر استفاده شد. الگوهای مختلف جریان نظیر لایه ای، لخته ای و حبابی کشیده (جریان پلاگ) در حالت لوله افقی شبیه سازی و مدل اعتبارسنجی شد . در ادامه به منظور بررسی تاثیر حداقل زاویه شیب جریان، لوله هایی تا 5 درجه انحراف نسبت به سطح افق برای هردو حالت جریان از بالا به پایین و جریان از پایین به بالا در نظر گرفته شد . شبیه سازی ها نشان دهنده ی غالب بودن رژیم جریان لایه ای در خطوط جریان بالا به پایین و کاهش میزان تجمع مایع در زوایای مورد مطالعه می باشد . در مقابل با افزایش میزان زاویه انحراف در خطوط جریان پایین به بالا، رژیم های دوفازی حبابی کشیده (پلاگ ) و لخته ای (اسلاگ) غالب بوده و میزان تجمع (پسماند) مایع افزایش می یابد.

Keywords:

دینامیک سیالات محاسباتی , جریان دوفازی , زاویه انحراف , الگوهای جریان