6609

مطالعه ي مدل هاي كاهش نيروي درگ در جريان نفت خام در خط لوله

۱۳۹۸

دكتر سيد نظام‌الدين اشرفي زاده

وقتي جريان نفت وارد لوله مي‌شود در اثر لزجت، لايه‌مرزي با افزايش طول لوله رشد مي‌كند. درنتيجه ناحيه جريان غير لزج كوچك مي‌شود و با فراگير شدن جريان، لايه‌مرزي در خط مركزي از بين مي‌رود و از آن به بعد پروفايل سرعت با افزايش طول تغيير نمي‌كند. در چنين شرايطي، ذرات سيال به علت انرژي جنبشي بالا مسيرهاي نامنظمي را طي مي‌كنند و با برخورد به يكديگر سبب استهلاك انرژي مي‌شوند. وجود گردابه در سيال‌ها نشان‌دهنده آشفته بودن جريان است. در جريان‌هاي آشفته، اتلاف شديد انرژي جنبشي وجود دارد. ماهيت جريان با تغيير سرعت متوسط و يا خصوصيات فيزيكي جريان قابل‌تغيير است. يكي از اثرات تغيير ماهيت، تغيير ناگهاني در اصطكاك داخل لوله‌هاست كه به‌طور مداوم منجر به افت انرژي سيال در جريان مي‌شود. بخش زيادي از اين افت انرژي همواره صرف غلبه بر نيروهاي مقاوم وارد بر سيال مي‌گردد. مهم‌ترين نيروي مقاوم اتلاف كننده انرژي، نيروي درگ است كه به سه شكل درگ اصطكاكي، فشاري و موجي است. از بين اين سه نيرو، درگ اصطكاكي بيشترين سهم را در اتلاف انرژي مصرفي به خود اختصاص داده است. در اين تحقيق، به بررسي مدل‌هاي كاهش درگ به‌منظور تسهيل عبور سيال در لوله، از ابتدا تا امروز پرداخته ‌شده است. همچنين به بررسي جزئيات خطوط انتقال، عوامل و روش‌هاي كاهش‌دهنده درگ ازجمله دما، سرعت جريان سيال، قطر لوله و همچنين مواد افزودني كاهنده درگ مثل انواع پليمرها، نانو سيالات و سورفكتانت ها با فرض عدم رسوب نفت در خط لوله پرداخته ‌شده و نتايج گوياي آن است كه با كوچك تر شدن قطر، افزايش زبري، افزايش دما تا جايي كه باعث تخريب ماده افزودني كاهنده درگ نشود و همچنين افزايش غلظت ماده هاي افزودني تا مقدار بهينه باعث كاهش نيروي درگ در خط لوله و در نتيجه كاهش مصرف انرژي مي شود.

9/24/2019 12:00:00 AM

66007

1398/07/24