شبيه سازي توزيع ادورانت در خطوط لوله گاز طبيعي و بررسي علل عدم توزيع يكنواخت ادورانت در شبكه

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

گاز طبيعي تصفيه شده فاقد بو است. بنابراين از انواع ادورانت‌ها به عنوان بوداركننده و ايجاد هشدار در هنگام نشتي استفاده مي‌شود. طبق استاندارد جهاني، مقدار اين ماده در خط لوله گاز شهر بايستي mg/m^3 25-10 باشد. عوامل گوناگوني مانند شرايط پمپ تزريق، ميزان اختلاط و ميزان مصرف فصلي شهر بر توزيع حداكثر غلظت ادورانت در خط لوله گاز طبيعي تاثيرگذار هستند. لذا مطلوب است قبل از رسيدن گاز به شبكه توزيع شهري، حداكثر غلظت در محدوده‌ي استاندارد جهاني قرار گيرد. در مطالعه حاضر، با استفاده از شبيه سازي توزيع غلظت ادورانت در خط لوله گاز شهركرد با نرم‌افزار كامسول، معادلات پيوستگي، موازنه ممنتم و موازنه جرم جز ادورانت در هندسه دو بعدي و سه بعدي حل شده و حداكثر غلظت ادورانت در فصول مختلف سال محاسبه شده است. در اين مطالعه، تزريق ادورانت در خط لوله گاز طبيعي به صورت پالسي بوده است. با توجه به دبي گاز طبيعي در خط لوله، رژيم جريان به صورت مغشوش بوده است و جهت تحليل جريان آشفته گاز طبيعي، از دو مدل ميانگين نوير استوكس (RANS) ε -k و‌ Low Re k-ε استفاده و ميدان سرعت و فشار در حالت پايا محاسبه شد. با استفاده از ميدان سرعت محاسبه شده، در معادله انتقال جرم توزيع غلظت ادورانت به صورت ناپايا محاسبه گرديد. طبق نتايج بدست آمده از محاسبه ميدان جريان در فصل زمستان و تابستان، سرعت محاسبه شده از مدل Low Re k-ε نسبت به مدل k-ε از دقت بالاتري برخوردار بوده و با افزايش عدد Re اختلاف نتيجه بدست آمده از دو مدل افزايش يافته است. اين اختلاف سرعت بر توزيع غلظت ادورانت تاثير بسزايي داشته است. از طرفي، علي رغم اينكه در زمستان غلظت ادورانت ورودي كم‌تر از تابستان است اما شرايط تزريق و دبي گاز در زمستان باعث شده است كه حداكثر غلظت نهايي ادورانت در خروجي لوله در زمستان (mg/m^3 08/30) بيش‌تر از تابستان (mg/m^3 24) شود. طي بررسي انجام شده، با افزايش دوره پالس از 14 به 20 ثانيه، ميزان غلظت ادورانت در فصل زمستان به خط لوله كاهش داشته و در نتيجه بيشينه غلظت ادورانت از mg/m^3 08/32 به mg/m^3 08/30 كاهش يافته است. با بررسي اثر مدت زمان تزريق و دوره هر تزريق، غلظت ادورانت در مدت زمان تزريق 5 ثانيه و دوره تزريق 14 ثانيه بهينه و در محدوده استاندارد بوده است. همچنين با بررسي اثر تزريق توسط دو نازل، با افزايش فاصله زماني تزريق بين نازل‌ها حداكثر غلظت ادورانت در خروجي كاهش مي‌يابد و در محدوده استاندارد قرار مي‌گيرد به طوريكه بهترين حالت تزريق ادورانت در فاصله زماني 7 ثانيه بين دو تزريق بوده و در اين حالت ميزان غلظت ادورانت در فصل زمستان mg/m^3 5/26 بدست آمده است. در نهايت، طبق بررسي اثر وجود استاتيك ميكسر بر غلظت ادورانت، وجود استاتيك ميكسر باعث افزايش اختلاط شده و بيشينه غلظت ادورانت را نسبت به حداقل غلظت استاندارد كاهش داده است. بنابراين استفاده از استاتيك ميكسر در خط لوله گاز نامطلوب بوده است.

231539

جداسازي

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان