معمولاً درخطوط انتقال گاز طبیعی میعان به دلیل الزامات هیدرودینامیکی و ترمودینامیکی اتفاق می افتد. میعان باعث می شود که انتقال در خط لوله در دو فاز انجام شود که به شدت روی قابلیت انتقال خط لوله ، کارایی و تاسیسات مربوط به انتقال میگذارد. بنابراین شبیه سازی توپک رانی در خطوط لوله انتقال گاز میعانی باید در نظر گرفته شود. توپک رانی دوره ای باعث می شود که خط لوله از مایع خالی شده و افت فشار کل کاهش یابد که حاصل آن افزایش بازده خط لوله است. مدل جدید ساده شده ای برای توپک رانی بدست آمده که توپک رانی را در خطوط لوله افقی انتقال گاز میعانی پیش بینی می کند که با مدلهای رفتار فازی و هیدرودینامیکی همراه شده است. مقایسه نتایج محاسبه شده با نتایج بدست آمده از روش محاسباتی دو فازی گذاری OLGA( با یک دو سیالی گسترش یافته در حالت یک بعدی و دینامیک) نشان می دهد که این مدل جدید دقت مناسب و سرعت بالایی در محاسبات دارد. این مدل همچنین توانایی ردگیری توپک و مدل افزایش طول لخته را داراست که در طراحی مهندسی مورد نظر است.
با گسترش میدانهای گاز و میعانات گازی در دریا و صحراها بدلیل شرایط بد آب و هوایی جداسازی بخش های سنگینتر بطور معمول در سر چاه انجام نمی شود. بنابراین در مسیرهای طولانی گاز تولید شده باید بوسیله ی خطوط لوله در کف دریا یا در زیر زمین انتقال یابد. میعان گازدر انتقال گاز طبیعی معمولاً بدلیل هیدرودینامیکی و ترمودینامیکی اتفاق می افتد. میعان باعث می شود که انتقال در خط لوله در دو فاز انجام شود که به شدت روی قابلیت انتقال خط لوله، کارایی و تاسیسات مربوط به انتقال تاثیر می گذارد. بنابراین شبیه سازی توپک رانی در خطوط لوله انتقال گاز میعانی باید در نظر گرفته شود.
توپک رانی در صنایع نفت و گاز کاملاً متداول است. توپک رانی دوره ای باعث می شود که خط لوله از مایع خالی شده و افت فشار کل کاهش یابد که حاصل آن افزایش بازده خط لوله است. توپک رانی کروی (Sphering) اولین بار برای افزایش بازده جریان گاز انجام شد با وجود این مطالعات کمی در مورد هیدرودینامیک این پدیده وجود دارد . Xu و همکاران (2003) مدلهای شبیه سازی توپک رانی را در خطوط لوله چند فازی بازبینی کرده اند.
McDonaldو Baker(1964) احتمالاً اولین کسانی بودند که توپک رانی خطوط لوله گاز و میعانات گازی را بررسی کردند و اعلام کردند که توپک رانی می تواند بازده انتقال را 30 تا70 درصد افزایش دهد. با وجود این برای مدل کردن توپک رانی که رویکرد پایدار (steady state) قابل استفاده است. بنابراین در هر بازه زمانی از روابط تجربی دو فازی پایداربرای پسماند مایع و افت فشار استفاده کردند که باعث خطای زیادی می شد. Beaeua(1982) تلاش کرد که روش McDonaldو Baker برای توپک رانی را بهبود ببخشد و بعضی از فرضهای محدود کننده مدل اصلی را حذف کرد و روندی برای مدل کردن شتاب لخته در طول زمان رسیدن بهه لخته گیر ارائه کرد. با وجود این فرض پایدار بودن حذف نشده بود.
Kohdaو همکاران (1988) اولین مدل توپک رانی گذرا (transient) را برای جریان کاملاً دو فازی ارائه کردند . مدل آنها شامل روش گذارای شاز لغزش است که بر پایه ی مطالعات Scoggins` (1977) و یک مدل توپک رانی می باشد . این مدل توپک رانی شامل روابطی برای محاسبه افت فشار ئر طول توپک، پسماند لخته، سرعت توپک و شرایط مرزی جریان جرمی گاز و مایع است که برای جلوی لخته اعمال می شود. معادلات حاصل با روش finite difference به شیوه عددی، با گرفتن دو دستگاه مختصات یکی و دیگری قابل تنظیم حل می شود .جزئیات بیشتری راجع به این که این معادلات چگونه با هم حل می شوند داده نشده است. با وجود این داده های تجربی تقریباً بخوبی با داده های پیش بینی شده برای شبیه سازی عددی قابل مقایسه بودند. توجه کنید که مدل koda و همکاران(1988) همچنان از پسماند مستقل از رژیم جریان و در حالت پایدار و رابطه ای افت فشاری که لغزش بین فازها را به حساب می آورد استفاده می کند . روابط تجربی به بازه داده های آزمایشگاهی که آنها بدست آمده اند محدودند.
شامل 14 صفحه فایل WORD قابل ویرایش
دانلود مقاله شبیه سازی توپک رانی برای خطوط لوله گاز میعانی با حجم کم مایع
