9545

شبيه سازي جريان سيال و برآورد نحوه ي عملكرد اجكتور گاز طبيعي

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1403

دكتر مجيد سياوشي

1403/11/03

مكانيك

Fluid flow simulation and assessment of natural gas ejector performance

اجكتور يا جت پمپ وسيلهاي است كه از دو مجراي ورودي )پرفشار و كمفشار( و يك خروجي تشكيل شده است. عملكرد آن بر اساس تغيير سطح مقطع جريان پرفشار اوليه و ايجاد خأل نسبي در محفظه مكش صورت ميگيرد. اين خأل باعث حركت جريان ثانويه كمفشار شده و در ادامه هر دو جريان در محفظه اختالط تركيب ميشوند و با فشار ميانه از خروجي تخليه ميگردند. به اين ترتيب، اجكتور نقش يك پمپ را ايفا ميكند كه به كمك شيپوره و با افزايش سرعت جريان اوليه، خأل الزم را فراهم ميآورد. استفاده از شبيهسازي به عنوان يكي از روشهاي متداول، امكان پيشبيني و بهبود عملكرد اجكتورها را در شرايط مختلف عملياتي فراهم ميكند. مزايايي نظير عدم وجود قطعات متحرك، استفاده از انرژي هدررفته، و هزينه نگهداري پايين، موجب گسترش كاربرد اجكتورها در صنايع مختلف از جمله نفت و گاز، توليد پيشرانش و سيستمهاي تبريد شده است. يكي از كاربردهاي اجكتور در صنعت نفت و گاز، بهرهگيري از انرژي جريان چاههاي پرفشار براي انتقال نفت و گاز از چاههاي كمفشار است. در اين پژوهش، هدف اصلي بررسي عملكرد اجكتور در فرآيند برداشت گاز طبيعي بوده است. براي تحليل و شبيهسازي جريان سيال، از روش ديناميك سياالت محاسباتي استفاده شد. دادههاي هندسي اجكتور از پژوهشهاي پيشين استخراج گرديد و با استفاده از نرمافزار انسيس فلوئنت شبيه- سازي شد. مدل آشفتگي Realizable ε-k به دليل دقت باال در تحليل جريان داخل محفظه اختالط انتخاب شد. اجكتور در شرايط مرزي مختلف تحليل شده و نتايج نشان داد كه اين مدل با خطاي 1.15 درصد نسبت به مقادير آزمايشگاهي، دقت باالتري در مقايسه با ساير مدلهاي ارائه شده را نشان ميدهد.