بخشی از مقاله
چکیده:
وظیفه اصلی ایندیوسر، جبران افت فشار سیال ورودی به یک توروبوپمپ است. در صنایع مختلف از ایندیوسرها استفاده میشود از جمله صنایع هواوفضا برای افزایش سرعت مخصوص مکش پمپ ها به کار میرود به گونهای که مشکل کاویتاسیون کم میشود.در صنایع نفت هم ایندیوسرها به عنوان جز اصلی جداسازهای پمپ های سرچاهی1 کاربرد دارند که هد لازم برای فرآیند جداسازی جریان دوفاز گاز و مایع را تولید میکنند.
در این مقاله سعی شدهاست جریان در یک ایندیوسر با در نظر گیری عوامل موثر نظیر پارامترهای هندسی مرتبط به صورت عددی تحلیل گردد. مشاهده میشود مدل استفاده شده تطبیق بسیار مناسبی با نتایج آزمایشگاهی دارد.با توجه به نتایج بدست آمده پیشنهاد میشود تا آنجایی که فضای کاری اجازه میدهد از گام و قطر نوک پره بزرگتر و لقی کمتری استفاده شود تا راندمان و کارایی ایندیوسر و سیستم بالاتر رود.
-1 مقدمه
ایندیوسرها که در تقسیم بندی ها به عنوان پمپ های جریان محوری با تیغه های مسیر مارپیچ به شمار میروند در جداسازهای دوار آر جی اس2 به کار گرفته میشوند و در داخل سیستمهای سرچاهی نصب می شوند. طی گزارشاتی که محققان اعلام کردهاند ایندیوسرها در صنایع هواوفضا نیز برای افزایش سرعت مخصوص مکش پمپ ها به کار می روند به گونه ای که مشکل کاویتاسیون کم میشود.
درصنایع نفت ایندیوسرها به عنوان اجزای مهم جداسازهای آر جی اس به کار گرفته میشوند. وظیفه ایندیوسر تولید هد1 کافی برای جبران افت فشار در داخل جداساز است. هد تولید شده باعث می شود تا گاز جداشده در محفظه سانتریفیوژ به سمت فضای حلقوی برگرداندهشود که نتیجتا باعث کاهش گاز وارد شده به پمپ سانتریفیوژ - که یک قسمت از سیستم سرچاهی می باشد - میشود.[1] شکل 1، یک ایندیوسر واقعی را نشان میدهد.اگر ایندیوسر هد کافی تولید نکند کل فرآیند جداسازی سیستم دچار اختلال و افت میشود،این اتفاق ناگهانی خودش را در بازده جداساز نشان میدهد به گونه ای که شرایط عملکردی جداساز بین دو منطقه با بازده بالا و منطقه بازده پایین قرار میگیرد.براساس مدل الهناتی[2] 2 منحنی بازده یک جداساز آر جی اس معمولی دارای سه منطقه است.
منطقه بازده بالا که منعکس کننده فرآیندهای جداسازی در هر دو ناحیه حلقوی و محفظه جداسازی است. منطقه با بازده پایین نشاندهنده این است که جداسازی تنها در ناحیه حلقوی خارج از محفظه جداسازی انجام میشود.منطقه گذار که نشاندهنده وضعیتی است که ایندیوسر توانایی تولید هد کافی برای جبران افت فشار ایجاد شده در طول مسیر خروجی گاز را ندارد. جداساز حتما باید در منطقه بازده بالا فعالیت کند تا کارایی داشته باشد.
لکنر[3] 3 در سال 1997 تاثیرات ویژگی های فیزیکی سیال از جمله لزجت را برروی عملکرد ایندیوسر بصورت آزمایشگاهی بررسیکرد و نتیجتا به این نکته رسید که لزجت تاثیر چندانی در کل بازده جداسازی ندارد. هارون و همکارن هم در سال 2003 عملکرد ایندیوسر را مورد مطالعه پارامتریک قرار دادند. در تحقیق دیگری که توسط سوارز[1]4 انجام شد تا با تولید هندسهای جدید هد تولیدی توسط ایندیوسر افزایش یابد. پس از انجام شبیه سازی جریان به این تتیجه رسید که در تمامی موارد هد تولید تحت شرایط دو فاز نسبت به حالت تک فاز افزایش یافت و نمودارهای توزیع فاز حاکی از آن بودند که فاز گاز در شعاع کمتر نسبت به محور دارای تمرکز بسیار بیشتری نسبت به فاز مایع میباشد.
2 تعداد پره
همانطور که در شکل 2 پیداست هندسه مساله در دیزاین مدلر1 نرم افزار انسیس 16 طراحی گردیده است. سیالاتی که در این تحلیل مورد استفاده قرار گرفته اند هوا و نفتی معدنی است به نام lubsnap100 که مشخصات فیزیکی این سیال در جدول 2 آمده است.
