شبیه سازی کامپیوتری فرسایش زانویی با جوش محیطی در جریان دو فازی گازجامد

فرآیندهای اولیهای که در تاسیسات بهره برداری ایستگاه تقلیل فشار بر روی گازطبیعی، صورت میگیرد کلیه آلودگیهای آن اعم از رطوبت یا ذرات جامد را حذف نمیکند. در چنین شرایطی خوردگی در خطوط لوله، مسدود شدن تجهیزات ابزار دقیق و تخریب شیرها و رگلاتورها تشدید خواهد شد، بنابراین لازم است در ایستگاه های توزیع و تقلیل فشار برای جلوگیری از افت فشار گاز و آسیبدیدگی تجهیزات خط لوله، فرآیندهایی جهت جدا کردن ذرات جامد و قطرات مایع از گاز طبیعی صورت گیرد. ذرات جامد حاضر در خطوط انتقال جریان گاز طبیعی که پودر سیاه نامیده میشوند، شامل ذراتی است که به راحتی در خط لوله جابجا میشوند و به لحاظ ایمنی، عملیاتی و زیست محیطی مخاطره آمیز است. این گزارش نخست به تعریف فرسایش1جریان گاز طبیعی، پرداخته و سپس با توضیحات مختصری با استفاده از روش DPM و جریان دو فازی اویلری – لاگرانژی2 یا به اختصار فازگسسته3 ، با شبیه سازی با استفاده از نرم افزارانسیس فلوینت 2019R1 به بررسی و آنالیز فرسایش جریان گاز- جامد در زانویی با در نظر گرفتن جوش اتصال این زانو در ایستگاه تقلیل فشار گاز می پردازد. این گزارش، معادلات جریان فاز گسسته و پیوسته را بیان کرده و درباره معادله حرکت فاز گسسته در مختصات لاگرانژین و نیروهای لحاظ شده در آن به تفضیل توضیحاتی بیان می کند. در مورد شرایط مرزی برخورد ذرات جامد با دیواره و مراحل حل عددی معادلات در روش فاز گسسته توضیحاتی بیان می شود. اثر حاضر عامل های اصلی تاثیرگذار بر فرسایش را نیز شرح میدهد و معادله فرسایش در دسترس را بررسی میکند. نتایج نشان می دهد که حتی در جریان های آرام با عدد رینولدز4پایین نیز، سیال گاز- جامد ناهمگن بوده و افزایش قطر ذرات جامد موجب افزایش ناهمگنی جریان گاز- جامد و در نهایت بروز خوردگی سایشی5در محل ناهمواری جوش می گردد.

Keywords:

جریان گاز- جامد , مدل فاز گسسته , روش اویلری- لاگرانژی , خوردگی فرسایشی , ایستگاه تقلیل فشار گاز