پایان نامه بررسی عددی جریان دوفاز در سیکلون درام

اختصاصی از سورنا فایل پایان نامه بررسی عددی جریان دوفاز در سیکلون درام دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:115

فهرست مطالب:
•    فصل اول
مقدمه
1-1مقدمه    2
1-2- ضرورت تحقیق    4
1-3- اهمیت فرایندهای جداسازی در صنایع نفت و گاز    7
1-4- مراحل انجام تحقیق    8
1-5- ساختار تحقیق    10
•    فصل دوم
دستگاه¬های متعارف جداسازی گاز مایع
2‐1- آشنایی با جداکننده‌های ثقلی گاز – مایع    12
2-2- انواع صفحات نم گیر    15
2-2-1 افشانه‌ها و مه‌ها    16
2-2-2 بازده جمع‌آوری    19
2-2-3-  صفحه‌های نم‌زدای تیغه‌ای    22
2-2-4- نم‌زدای توری سیمی    25
2-2-5- قطره‌گیرهای بستر الیافی    28
•    فصل سوم
سیکلون‌های استوانه‌ای جداسازی گاز مایع
3-1- مروری بر فناوری سیکلون استوانه‌ای گاز- مایع    33
3-2- روش طراحی‌ برای جداکننده‌های GLCC    38
3-2-1  توسعه مدل طراحی‌    38
3-2-2- راهنمایی‌های طراحی    47
3-3 هیدرودینامیک جریان دو فاز در GLCC    49
3-3-1 شبیه‌سازی جریان‌های دو فازی    49
3-3-2 روش حجم سیال    50
3-3-3- دیدگاه اولر- اولر    50
3-3-4- دیدگاه اولری – لاگرانژی    51
3-4- معادلات حاکم بر فاز گاز    51
3-4-1- بقای جرم    52
3-4-2- بقای ممنتوم    52
3-4-3- معادله انرژی    52
3-4-4- مدل تنش¬های رینولدزی    53
3-5- معادلات حاکم بر فاز قطره    54
3-6- نیروهای موثر    54
3-6-1- نیروی درگ پایدار    54
3-6-2- نیروهای جاذبه    55
3-7- مدل تغییر فاز حرارتی    55
3-8- پدیده‌ی حمل مایع از بالا    57
3-8-1 مروری بر مطالعات انجام‌گرفته    57
3-8-2 برنامه‌ی آزمایشگاهی    61
3-8-3-پدیده‌های فیزیکی    65
3-8-4-نتایج تجربی    68
3-9- تحلیل عبور از زیر گاز    69
3-9-1 مدلسازی مکانیسمی    71
3-10- کاربردهای میدانی:    72
•    فصل چهار
نتایج
4-1-مقدمه:    77
4-2- بررسی استقلال از شبکه:    78
4-3- شرایط مرزی:    79
4-4- اعتبارسنجی مدل عددی:    79
4-5- شبیه‌ سازی عددی و نتایج:    81
4-6- بهینه ‌سازی    87
4-6-1- روش بهینه‌ سازی    87
4-6-2- نتایج بهینه‌ سازی:    89
4-6-3- مقایسه بین مدل اولیه و مدل بهینه شده:    95
4-7- بررسی عملکرد سیکلون در درام بویلر    95
4-7-1- نتایج حاصل از شبیه سازی عددی سیکلون در درام بویلر    96


•    فصل پنجم
جمع¬بندی و پیشنهاد‌ها
5-1- مقدمه:    101
5-2- جمع¬بندی:    101
5-3- پیشنهاد‌ها:    102
منابع و مراجع    103


فهرست شکل ها
شکل 1-1- جداساز گاز- مایع قدیمی    2
شکل 1-2- سیکلون جداکننده کننده گاز مایع (GLCC)    4
شکل 2-1- انواع زدایشگرها    15
شکل 2-2- انواع مختلف تجهیزات برای جمع‌آوری ذراتی در بازه‌های متفاوت اندازه    16
شکل 2-3- توزیع اندازه ذرات افشانه بسته به منبع و شیوه تولید آن دارد    17
شکل 2-4- ذرات موجود در مه¬های تولیدی از سه منبع متفاوت در بازه یک میکرون هستند    18
شکل 2-5- سه مکانیسم مختلف که توسط آن‌ها ذرات به وسیله الیاف به هم برخورد می¬کنند    20
شکل 2-6- انواع تیغه‌ها برای زدودن افشانه‌ها    22
شکل 2-7- در جریان افقی، پره¬های چورن تیغه¬ها را قلاب کرده تا به تخلیه مایع کمک کنند    23
شکل 3-1- مدل شماتیک از جداکنندهGLCC در آرایش حلقه اندازه‌گیری    35
شکل 3-2- طرح شماتیک و فهرستی از اصطلاحات و علائم هندسه‌ی کلی‌ GLCC    39
شکل 3-3- نیروهای موثر در حجم کنترل در حال دوران    41
شکل 3-4- نمودار سرعت مماسی و سرعت محوری در( GLCC)    43
شکل 3-5- شماتیک خط سیر ذرات حباب و قطره‌    45
شکل 3-6- شماتیکی از قسمت تست یک GLCC    63
شکل3-7- شماتیک از تله‌ی مایع    64
شکل 3-8- محدوده¬ی عملیاتی حمل از بالای مایع    66
شکل3-9- (LCO) تحت شرایط جریان هم زده و حلقه¬ای    67
شکل 3-10- درصد (LCO)    68
شکل 3-11- محدوده¬ی عملیاتی با سطح مایع    69
شکل3-12- ابعاد GLCC و بخش‌های مختلف حلقه¬ی جریان    72
شکل 3-13- چند فازمتر با جداکننده¬ی گاز- مایع    73
شکل3-14- کوریولیس متر با GLCC    74
شکل 3-15- سیکلون های سری    75
شکل 4-1- نمایش شبکه¬بندی مثلثی در سیکلون    79
شکل 4-2- پیش‌بینی سرعت مماسی متوسط در 500mm زیر  ورودی    80
شکل 4-3- پیش‌بینی سرعت مماسی متوسط در 600mm زیر  ورودی    80
شکل 4-4- ابعاد سیکلون    81
شکل 4-5- مسیر حرکت قطرات به سمت خروجی مایع و گاز    82
شکل 4-6- کانتور سرعت (الف) کانتور سرعت قسمت بالایی سیکلون (ب) کانتور سرعت در قسمت پایینی سیکلون    83
شکل 4-7- کانتور سرعت مماسی (الف) کانتور سرعت مماسی قسمت بالایی سیکلون (ب) کانتور سرعت مماسی در قسمت پایینی سیکلون    85
شکل 4-8- کانتور فشار (الف) کانتور فشار قسمت بالایی سیکلون (ب) کانتور فشار در قسمت پایینی سیکلون    86
شکل 4-9- تأثیر تغییر قطر خروجی مایع بر GCU و LCO    89
شکل 4-10- تأثیر تغییر قطر اصلی بر GCU و LCO    90
شکل 4-11- تأثیر تغییر پهنای ورودی بر GCU و LCO    91
شکل 4-12- تأثیر تغییر زاویه¬ی ورودی بر GCU و LCO    92
شکل 4-13- تأثیر تغییر ارتفاع ورودی بر GCU و LCO    93
جدول 4-4- مقایسه¬ی GCU و LCO بین مدل اولیه و مدل بهینه    95
شکل 4-14- کانتور سرعت (الف)کانتور سرعت قسمت بالایی سیکلون (ب) کانتور سرعت در قسمت پایینی سیکلون    97
شکل 4-15- کانتور فشار (الف) کانتور فشار قسمت بالایی سیکلون (ب) کانتور فشار در قسمت پایینی سیکلون    98
شکل 4-15- کانتور دما (الف) کانتور دمای قسمت بالایی سیکلون (ب) کانتور دما در قسمت پایینی سیکلون    99


فهرست جداول
فهرست علائم و اختصارات    د‌
علائم زیرنویس    ذ‌
جدول 4-1- ویژگی¬های جریان در سیکلون    77
جدول 4-2- بررسی استقلال از شبکه    78
جدول 4-3- تأثیر تغییر تمام پارامترها بر GCU و LCO    94
جدول 4-5- ویژگی¬های جریان در سیکلون درام    96
جدول 4-6- نتایج حاصل از استفاده¬ی سیکلون در درام    99

چکیده:    
در بسیاری از فرایند¬ها در صنعت، همراه شدن قطرات مایع با جریان گاز مشکلاتی چون خوردگی تجهیزات پایین¬دستی و از دست رفتن مایعات گران¬قیمت را در پی خواهد داشت. برای حل این مشکلات، فازها به کمک جداکننده از یکدیگر جدا می¬شوند. جداکننده¬های سیکلونی به عنوان نوعی از جداکننده¬های با راندمان بالا و حجم¬کم، در جداسازی جریان¬های گاز مایع بسیار استفاده می¬شوند. یکی از روش-های مناسب در بررسی عملکرد جداکننده¬ها از جمله جداکننده¬ی سیکلونی، شبیه‌سازی به کمک دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) است. در مطالعات انجام‌شده تأثیر، بهترین نمونه‌های جریان آشفته برای سیکلون به دست آمده و تأثیر پارامترهای هندسی سیکلون بر راندمان جداسازی و کاهش پدیده¬های ناخواسته¬ی حمل گاز از پایین و حمل مایع از بالا مورد بررسی قرار گرفت. پارامتر‌های هندسی تأثیر به سزایی در بهبود عملکرد سیکلون دارند. به همین دلیل در این پایان¬نامه به بررسی عملکرد جداکننده-ی سیکلونی و تأثیر تغییر پارامترهای هندسی بر آن، به کمک دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته شده است. پس از انتخاب شبکه‌بندی مناسب برای هندسه¬ی سیکلون، تأثیر تغییر پارامترهای هندسی بر مقدار حمل مایع  از بالا و مقدار حمل گاز از پایین مطالعه گردید. در این طراحی، سطح مقطع ورودی، زاویه¬ی ورودی، ارتفاع ورودی از کف سیکلون، قطر خروجی مایع و قطر اصلی سیکلون به طور همزمان بهینه شدند. مطابق این شبیه‌سازی¬ها مقدار حمل گاز از زیر با کاهش قطر خروجی مایع یا افزایش قطر اصلی سیکلون یا افزایش سطح مقطع ورودی و یا کاهش زاویه‌ی ورودی، کاهش می¬یابد و یک نقطه¬ی بهینه برای تغییرات حمل گاز از زیر با تغییر ارتفاع ورودی سیکلون وجود دارد. همچنین یک نقطه¬ی بهینه برای حمل مایع از بالا با تغییر پارامترهای هندسی نظیر سطح مقطع ورودی، ارتفاع ورودی از کف سیکلون، قطر خروجی مایع و قطر اصلی سیکلون به دست می‌آید. افزایش زاویه¬ی ورودی باعث افزایش حمل مایع از بالا می‌گردد. در نهایت نیز تاثیر استفاده از سیکلون در درام بویلر که حاوی بخار و قطرات آب در دما و فشار بالا است، مورد بررسی قرار گرفت.