بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله لوله ونچوری ایستگاه تقویت فشار گاز نار به کمک دینامیک سیالات محاسباتی شبیهسازی شده است. لوله ونچوری بر اساس اختلاف فشار، دبی سیال را اندازه میگیرد. با استفاده از نرم افزار فلوئنت، لوله ونچوری ایستگاه تقویت فشار گاز نار شبیهسازی شد و نتایج آن با دادههای تجربی مقایسه شد. همچنین توزیع سرعت و فشار نشان داده شد.
نتایج شبیهسازی، اختلاف فشار ورودی ونچوری و گلوگاه آن را با دقت خوبی پیشبینی میکند و نتایج شبیهسازی و واقعی باهم تطابق خوبی دارند. در نتیجه ونچوری، دبی گاز ایستگاه تقویت فشار گاز را بهدرستی محاسبه میکند. ضریب انبساط پذیری ونچوری نیز محاسبه شد.
نتایج نشان داد که در دبیهای کم اندازهگیری اختلاف فشار در واقعیت دارای خطای بیشتری است و باعث میشود نتایج شبیهسازی و واقعی اختلاف بیشتری داشته باشند. همچنین سرعت سیال در قسمت واگرا به میزان خیلی کم نسبت به قسمت همگرا کمتر است که دلیل آن نوسانات بیشتر سرعت و ایجاد جریان گردابهای بیشتر در قسمت واگرا میباشد.
نکات برجسته پژوهش
· شبیهسازی لوله ونچوری ایستگاه تقویت فشار گاز نار جهت مقایسه نتایج تجربی و شبیهسازی انجام شد.
· توزیع سرعت و فشار در لوله ونچوری بررسی شد.
-1 مقدمه
اندازهگیری جریان گاز در صنایع تولید گاز طبیعی بسیار حائز اهمیت میباشد 1]و.[2 لوله ونچوری1 یک کانال میباشد که از سه بخش تشکیل شده است: بخش همگرا2، گلوگاه3 و بخش واگرا یا دیفیوزر.4 لولهی ونچوری بهصورت مستقیم در مسیر خط لوله قرار داده میشود و با اندازهگیری اختلاف فشار در ورودی - نقطه فشار بالا - و گلوگاه - نقطه فشار پایین - ، دبی حجمی را مشخص میکند .[1-5] از لوله ونچوی برای اندازهگیری جریان در خطوط لولهی بزرگ استفاده میشود.
کاربرد لوله ونچوری در صنایع چند عیب عمده دارد: -1 فضای زیادی اشغال میکند. -2 گران است. -3 بهدلیل ثابت بودن قطر گلوگاه، در صورت وجود تغییرات زیاد در جریان، میزان خطای قابل ملاحظهای ایجاد میشود. ولی افت هد خالص در ونچوریها کم است .[4] اثر ونچوری، اثر کاهش فشار در سیالی است که در حال عبور از یک لولهی باریک میباشد. این اثر بهنام جیووانی باتیستا ونچوری 5، دانشمند ایتالیایی نامگذاری شده است. وقتی قطر لوله کوچک میشود باتوجه به معادلهی پیوستگی، سرعت زیاد میشود. و فشار باتوجه به بقای انرژی کم میشود. انرژی جنبشی با افت فشار یا گرادیان فشار بالانس میشود.
برای محاسبهی افت فشار در لولهی ونچوری میتوان از ترکیب معادلهی پیوستگی و برنولی معادلهای بهدست آورد. محدودیت اثر ونچوری وقتی است که لوله ونچوری آنقدر باریک شود که سیال به حالت خفگی6 برسد. در این حالت سرعت سیال به سرعت صوت میرسد. وقتی سیال به خفگی میرسد دبی جرمی سیال با کاهش بیشتر فشار، افزایش مییابد. هرچند در سیال تراکمپذیر، سیال فشرده شده و چگالی آن زیاد میشود - سرعت زیاد میشود
ایستگاه تقویت فشار گاز جهت جبران کمبود فشار گاز تولیدی میدان گازی نار در سال 1388 طراحی و راهاندازی شد. در حال حاضر گاز سه مرکز تفکیک7 میدان گازی نار وارد ایستگاه شده و به لختهگیر8 میروند. گاز خروجی از لختهگیرها به 4 واحد موازی توربوکمپرسور برای فشار افزایی فرستاده میشود. بعد از فشار افزایی، گاز خروجی از هر کمپرسور گازی وارد هدر مشترک 28 اینچ شده و یک ونچوری با FT9-5710 جهت اندازهگیری میزان گاز در مسیر این خط 28 اینچ قرار دارد. سپس گاز خروجی از ونچوری به پالایشگاه گاز فجر جم فرستاده میشود.
در این مقاله لوله ونچوری ایستگاه تقویت فشار گاز نار به کمک دینامیک سیالات محاسباتی شبیهسازی و با نتایج تجربی مقایسه شده است. همچنین توزیع سرعت و فشار بررسی شده است.
-2 مواد و روشها
در این قسمت به معرفی لوله ونچوری ایستگاه تقویت فشار گاز نار و روش شبیهسازی آن پرداخته شده
است.
-1-2 لوله ونچوری ایستگاه تقویت فشار گاز نار
شکل 1 لوله ونچوری روی خط لولهی 28 اینچ خروجی ایستگاه را نشان میدهد. همچنین در شکل 2 ابعاد آن نشان داده شده است.
شکل 1 نمای لوله ونچوری روی خط 28 اینچ خروجی ایستگاه تقویت فشار
