نمايش نتايج 1 تا 5 از 5

تاپیک: الگوی جریان دوفازی درون خطوط لوله

  1. #1
    مدیر سایت آواتار پیرجو
    رشته
    مهندسی شیمی
    تاريخ عضويت
    2007/1
    محل سكونت
    جهنم دنیای غم
    پست ها
    17,603

    Thumbs up الگوی جریان دوفازی درون خطوط لوله

    مقدمه
    مهمترین علامت مشخصه جریانهای دوفازی وجود مشترک بودن بین فازهای گاز و مایع می باشد. این فصل مشترک دارای اشکال مختلفی می باشد. تقریبا امکان پیدایش یک دامنه نامحدود از فصل مشترک مختلف بین دو فاز وجود دارد اما عموما تاثیر کشش سطحی بین دو فاز منجر به پیدایش فصل های مشترک مختلف منحنی شکل شده که نهایتا تمامی آن ها تبدیل به اشکال کروی ( نظیر قطره ها و حباب ها ) می شوند.
    در حالت کلی با طبقه بندی اوناع حالات توزیع فصل مشترک بین دو فاز گاز و مایع که اصطلاحا رژیم های جریان یا الگوی جریان نامیده می شوند می توان به توضیح و تفسیر این نوع جریان ها پرداخت. باید توجه داشت که این رژیم های جریان معمولا بوسیله موقعیت و شکل هندسی خط لوله و جهت جریان و خواص فیزیکی و شدت جریان هر یک از فازها و شار حرارتی وارد بر دیواره لوله تحت تاثیر قرار می گیرند.
    لازم به ذکر است که علیرغم کوشش های بسیار زیادی که برای طبقه بندی اونع رژیم های جریان دو فازی به عمل آمده است با وجود تمامی این روش ها ی بشدت کیفی و اغلب مطابق نقطه نظرات شخصی محققین می باشند بطوریکه تاکنون رژیم های جریان مختلفی تعریف گردیده و دامنه گسترده ای از اسامی برای این منظور مورد استفاده قرار گرفته اند. تعاریفی که برای انواع رژیم های جریان در اینجا ارائه خواهند شد بصورت خیلی خلاصه بیان شده اند. قبل از بیان به مفهوم جریان های سیالات در خطوط لوله پرداخته.



    الگوی جریان در خطوط لوله افقی:
    هفت نوع الگوی توزیع برای جریان های دوفازی در خطوط لوله افقی وجود دارد. این الگوهای جریان در شکل های صفحه های بعد به نمایش در آمده اند. بطوریکه برای هر رژیم جریان مقادیر تجربی سرعت هر فاز برای مخلوطی از گازهایی با جرم ویژه نزدیک به جرم ویژه هوا و مایعاتی با گرانروی کمتر از صد سانتی پوز داده شده است.

    جریان حبابی:
    در خطوط لوله افقی در مواردی که نرخ حجمی گاز نسبتا کم و نرخ حجمی مایع نسبتا زیاد باشد جریان حبابی بصورت حباب های کوچک گاز تحت تاثیر اختلاف چگالی در قسمت فوقانی لوله ظاهر می شود. با افزایش نرخ حجمی فاز گاز اندازه حباب ها بتدریج افزایش می یابد. سرعت ظاهری مایع در این نوع رژیم جریان بین 5 الی 15 فوت بر ثانیه و سرعت ظاهری گاز بین 1 الی 10 فوت بر ثانیه می باشد.

    جریان توپی یا قالبی:
    با افزایش سرعت فاز گاز در جریان حبابی تعداد حباب های فاز گاز افزایش می یابد. بطوریکه از برخورد و بهم پیوستن آن ها حباب های بزرگ و توپی شکل نزدیک به جداره بالایی لوله تشکیل خواهند شد. این نوع جریان جریان توپی یا قالبی نامیده می شود.

    جریان لایه ای:
    در این نوع الگوی توزیع فازهای مایع و گاز کاملا از هم جدا هستن و فاز گاز که عموما دارای سرعت بیشتری نسبت به فاز مایع می باشد و در قسمت فوقانی و مایع در ناحیه پایین درون لوله حرکت می کنند. همچنین تداخل بین دو فاز بندرت صورت می گیرد و فصل مشترک بین آناه نسبتا منظم و صاف می باشد. در این حالت سرعت ظاهری فاز مایع کمتر از 5/0 فوت بر ثانیه و سرعت ظاهری فاز گاز بین 2 الی 10 فوت بر ثانیه می باشد.

    جریان موجی:
    در جریان لایه ای اگر سرعت پیدایش گاز مجدادا افزایش یابد. بین فاز گاز و مایع تنشی ایجادمی شود که خود باعث پیدایش امواج در فصل مشترک می شود که این امواج در امتداد جریان حرکت می کنند. سرعت ظاهری مایع در این حالت کمتر از 1 فوت بر ثانیه و سرعت ظاهری گاز حدود 15 فوت بر ثانیه می باشد.

    جریان لخـــــته ای: slug flow

    در خطوط لوله افقی و مواردی که نرخ جریان مایع زیاد باشد افزایش سرعت گاز منجر به افزایش دامنه موج های سطحی مایع در فصل مشترک گاز و مایع می شود که ضمن آن موج ها به جداره فوقانی لوله برخورد کرده و ل خ ت ی های مایع تشکیل می شود. ل خ ت ه های مایع در چنین حالتی می توانند باعث لرزش های شدید و در برخی موارد ایجاد خطر درون تجهیزات واقع در مسیر خطوط لوله و مراکز جمع آوری شوند. از ویژگی های این نوع رژیم جریان می توان از نوسانات منظم در تغییرات فشار و مقدار مایع تجمع یافته نام برد که معیار مناسبی برای تشخیص این نوع رژیم جریان می باشد.

    جریان حلقوی:
    در این نوع جریان دو فاز گاز و مایع بصورت دو استوانه متداخل درون لوله جاری خواهند شد. این نوع جریان وقتی شکل خواهد گرفت که سرعت ظاهری گاز بیشتر از 20 فوت بر ثانیه باشد. بررسی دقیق این نوع الگوی جریان به جهت تعیین میزان خوردگی سایشی و افزایش بازدهی خط انتقال پیش بینی مقدار مایع تجمع یافته و تعیین ضخامت فیلم مایع روی دیواره لوله و حاسبه افت فشار سیال جهت طراحی خطوط لوله انتقال و تجهیزات انتهایی آن از اهمیت خاصی برخوردار است.

    جریان قطره ای:
    با افزایش نرخ جریان فاز گاز در جریان حلقوی فاز گاز و فاز مایع را بصورت قطرات ریزی انتقال خواهد داد. احتمالا چنین جریانی وقتی شکل می گیرد که سرعت ظاهری فاز گاز بیش از 20 فوت بر ثانیه باشد. در مواردی که نرخ جریان گاز نسبتا زیاد و نرخ جریان مایع نسبتا کم باشد. فاز مایع در داخل فاز گاز بصورت ذرات بسیار ریز و پراکنده تبدیل شده و اصطلاحا فضایی شبیه مه بوجود می آید. در این حالت رژیم جریان را مه آلود می نامند. بعضی از خطوط انتقال سیستم گاز میعانی در مواقع خاصی در این الگوی جریان قرار دارند.


    الگوهای جریان در خطوط لوله قائم
    در خطوط لوله قائم نیز الگوهایی ظاهر می شوند که تفاوت چندانی با الگوهای جریان در خطوط لوله افقی ندارند.

    جریان حبابی:
    در این نوع رژیم جریان فاز مایع بصورت پیوسته و فاز گاز بصورت پراکنده( حباب های ریز) درون مایع بطرف بالا حرکت می کند. سرعت فازها در این نوع جریان بدلیل اختلاف جرم ویژه فازها متفاوت می باشد. معمولا حباب های ریز گاز با سرعت ظاهری کمتر از 2 فوت بر ثانیه از درون فاز مایع عبور می کنند.

    جریان ل خ ت ه ای:

    در جریان حبابی با افزایش سرعت فاز گاز تعداد حباب ها افزایش یافته و از برخورد و بهم پیوستن آنها با یکدیگر چند گنبد چتری شکل گازی بوجود می آید که در قسمت هایی از لوله تمام سطح مقطع لوله را اشغال می کنند. در عمل این نوع جریان بصورت منقطع از فازهای مایع و گاز دارای افت فشار زیاد و همچنین از نظر فرآیندی با ایجاد سروصدا های ناهنجار و آسیب دیدگی تجهیزات همراه است. در طراحی خطوط لوله جریان دو فازی سعی می شود حتی الامکان از ایجاد چنین رژیم جریانی اجتناب شود. در این حالت سرعت ظاهری فاز گاز از 2 الی 30 فوت بر ثانیه تغییر می کند.

    جریان کف آلود:
    در جریان ل خ ت ه ای با افزایش سرعت جریان توده های گاز شکسته شده و جریان ناپایدار و انتقالی بین دو جریان ل خ ت ه ای و حلقوی شکل خواهد گرفت. در خطوط لوله جریان با قطر زیاد حرکت نوسانی مایع بسمت بالا و پایین رخ می دهد در حالیکه در لوله های باریک این حرکت نوسانی بوقوع نخواهد پیوست و حرکت انتقالی بین دو نوع جریان ل خ ت ه ای و حلقوی بسیار گذرا خواهد بود.


    جریان قطره ای:
    در این نوع الگوی جریان فاز گاز بصورت پیوسته و فاز مایع بصورت ذرات ریز به همراه آن در حرکت است. بطوریکه فاز گاز فاز مایع را بصورت قطرات ریز انتقال می دهد. در این حالت تغییرات فشار سیال توسط فاز گاز کنترل می شود. اطلاعات تجربی نشان می دهد که به ازای سرعت ظاهری فاز گاز بیش از 70 فوت بر ثانیه و سرعت ظاهری فاز مایع کمتر از 2 فوت بر ثانیه باشد این نوع رژیم به جریان حلقوی تبدیل خواهد شد.

    تهیه و تنظیم: بهتاش ک
    ويرايش شده توسط پیرجو در 2007/9/22 در ساعت 07:07 AM
    در مقابل کاری که برای مردم انجام می دهی انتظار تشکر نداشته باش، این خود نوعی گدایی ایست. "پیرجو"

    آن روز چقدر نزدیک است، شیطان فریاد می زند آدم پیدا کنید، سجده خواهم کرد.....

    چیدن یک سیب و این همه تقاص!!!


    contact me | pirjo[@]iran-eng[dot]com

    contact me | pirjo[@]nigc[dot]info

  2. #2
    مدیر سایت آواتار پیرجو
    رشته
    مهندسی شیمی
    تاريخ عضويت
    2007/1
    محل سكونت
    جهنم دنیای غم
    پست ها
    17,603

    Thumbs up مبانی طراحی خطوط لوله انتقال جریان های دوفازی

    مقدمه
    معمولا طراحی هیدرولیکی خطوط لوله انتقال جریان های دوفازی در حالت پایدار با استفاده از یکی از روش های ذیل انجام می گیرد:
    استفاده از معادلات مناسب جریان تک فازی بهمراه یک ضریب ایمنی
    استفاده از معادلات و روابط تجربی پایدار جریان های دوفازی


    در روش اول از روابط تجربی و یا معادلات تحلیلی مناسب موجود در طراحی خطوط لوله انتقال جریان تک فازی بهمراه یک ضریب ایمنی بدلیل افت فشار زیاد موجود در جریان های دوفازی جهت طراحی خطوط لوله دوفازی استفاده می شود. لازم بذکر است که نتایج حاصل از انجام این روش عموما منجر به دو حالت طراحی بیش از اندازه و طراحی کمتر از اندازه خواهد شد. انجام طراحی بیش از اندازه مشکلات عمده ای را بهمراه نداشته در صورتیکه انجام طراحی کمتر از اندازه باعث ایجاد خطر لوله و تجهیزات جانبی آن می شود. همچنین هنگامی که مقدار مایع چگالیده شده درون خط لوله ناچیز باشد استفاده از این روش خیلی خوب می تواند از انجام طراحی کمتر از اندازه خط لوله جلوگیری نماید. در اغلب اوقات مقدار مایع چگالیده شده درون خط لوله بمقدار کافی با اهمیت بوده بطوریکه استفاده از این روش منجر به پیدایش خطاهای زیادی در انجام محاسبات خواهد گردید.

    در حالیکه در روش دوم از روابط تجربی جهت انجام محاسبات طراحی خطوط لوله جریان های دوفازی استفاده می شود. بطوریکه تمامی این روابط تجربی بر اساس اطلاعات محدود و مختص به خطوط لوله با قطر کم در فشار پایین و برای سیستم های ساده تر نظیر مخلوط آب و هوا بدست آمده اند. شرایط اعمال شده در دقت و قابلیت انعطاف روش فوق یک محدودیت را در بکارگیری این روش بعنوان یک ابزار طراحی خطوط لوله جریان های دوفازی بوجود می آورد. بطوریکه برون یابی این اطلاعات و استفاده از این روابط تجربی در طراحی خطوط لوله عملیاتی و واقعی انتقال جریان های دوفازی منجر به پیدایش خطاهای زیادی در طراحی خواهد گردید.
    باید توجه داشت که روابط تجربی موجود جهت طراحی خطوط لوله انتقال جریان های دوفازی را می توان در حالت کلی به سه دسته زیر تقسیم بندی نمود:
    در دسته اول لغزش بین دو فاز گاز و مایع و نیز تغییرات رژیم جریان در نظر گرفته نمی شود. لذا مقدار جرم ویژه مخلوط دوفازی براساس نسبت مایع تجمع یافته در حالت عدم لغزش در هر قسمت از خطوط لوله محاسبه شده و تنها یک رابطه برای ضریب اصطکاک جریان دوفازی مورد نیاز است.
    در دسته دوم لغزش بین دوفاز بین مورد توجه گرفته ولی تغییرات جریان در نظر گرفته نمی شود. در این روش دو معادله جداگانه جهت محاسبه ضریب اصطکاک و مقدار مایع تجمع یافته مورد استفاده قرار می گیرد.

    در دسته سوم هم لغزش بین فاز و هم تغییرات جریان مورد توجه قرار می گیرند. در این گروه علاوه بر استفاده از روابط مختلف جهت محاسبه مقدار تجمع یافته و ضریب اصطکاک معادلاتی نیز جهت پیش بینی نوع رژیم جریان دوفازی می باشند. بطوریکه تعیین نوع رژیم جریان معادلات مربوط را بدست می آورند.
    ذکر این نکته قابل توجه است که مکانیزم تغییرات رژیم جریان در بعضی موارد از نظر فیزیکی مورد توجه قرار نگرفته و برای تعیین رژیم جریان از منحنی های تجربی استفاده می شود.
    بدیهی است که نتایج حاصل از دسته سوم از دو دسته دیگر دارای دقت بیشتری بوده و از روابط تجربی دو دسته دیگر زمانی می توان استفاده نمود که فرضیات در نظر گرفته شده در آن ها برای اعمال شرایط مورد نظر قابل قبول باشد. بعنوان مثال هنگامیکه نرخ جریان گاز زیاد بوده و رژیم جریان دوفازی مه آلود باشد از لغزش بین فازها می توان صرفه نظر کرد.

    تهیه و تنظیم: بهتاش ک
    در مقابل کاری که برای مردم انجام می دهی انتظار تشکر نداشته باش، این خود نوعی گدایی ایست. "پیرجو"

    آن روز چقدر نزدیک است، شیطان فریاد می زند آدم پیدا کنید، سجده خواهم کرد.....

    چیدن یک سیب و این همه تقاص!!!


    contact me | pirjo[@]iran-eng[dot]com

    contact me | pirjo[@]nigc[dot]info

  3. #3
    مدیر سایت آواتار پیرجو
    رشته
    مهندسی شیمی
    تاريخ عضويت
    2007/1
    محل سكونت
    جهنم دنیای غم
    پست ها
    17,603

    Arrow مراحل طراحی مقدماتی خطوط لوله انتقال جریان های دوفازی

    مراحل طراحی مقدماتی خطوط لوله جریان های دوفازی جهت تعیین مقادیر افت فشار و مایعات تجمع یافته بترتیب بصورت زیر می باشد:

    مرحله اول: تعیین ترکیب درصد نرخ حجمی و شرایط عملیاتی گاز ورودی به خط لوله.
    مرحله دوم: تعیین مشخصات خط لوله از قبیل قطر طول و تغییرات ارتفاع خط لوله
    مرحله سوم: تعیین ضریب کلی انتقال حرارت و انجام موازنه حرارتی در قطعه ای با طول معین از خط لوله
    مرحله چهارم: انجام محاسبات تبخیر ناگهانی و در نتیجه تعیین آنتالپی هر یک از فازهای گاز و مایع با استفاده از یک معدله حالت مناسب در قطعه ای با طول معین از خط لوله
    مرحله پنجم: تعیین انواع الگوهای جریان مختلف موجود درون هر قسمت از خط لوله.
    مرحله ششم: محاسبه مقادیر افت فشار و مایعات تجمع یافته درون هر قسمت از خط لوله با توجه به نوع رژیم جریان موجود در آن قسمت و سپس تعیین مقادیر کلی افت فشار و مایعات تجمع یافته در طول کل خط لوله. در این مرحله باید توجه داشت که اگر جریان درون خط لوله دوفازی بصورت پایدار باشد بایستی از روابط تجربی و یا معادلات تحلیلی مناسب استفاده شود.
    همچنین در صورت طراحی خطوط لوله جریان های دوفازی در حالت ناپایدار بایستی از معادلات تحلیلی مناسب که در جهت تعیین انواع رژیم های جریان دوفازی ناپایدار و همچنین محاسبه مقادیر افت فشار و مایعات تجمع یافته درون خطوط لوله استفاده نمود.

    عوامل موثر در طراحی هیدرولیکی خطوط لوله جریان های دوفازی

    برای انجام محاسبات دقیق طراحی مقدماتی خطوط لوله انتقال جریان دوفازی بایستی نکات زیر را مورد توجه قرار داد:

    1-در هنگام طراحی خطوط لوله جریان های دوفازی پایدار با استفاده از روابط تجربی. البته باید توجه داشت که هر یک از روابط تجربی موجود بر اساس بانک اطلاعاتی حاصل از سیستم مورد آزمایش آن موحقق گسترش یافته است و نمی توان صریحتا یک رابطه را بر رابطه دیگر ترجیح داد. بطوریکه برخی از این روابط تجربی در یک محدوده دارای جواب قابل قبول و در خارج از آن محدوده جواب غیر قابل قبول ارائه می دهند. با در نظر گرفتن نکات فوق جهت طراحی خطوط لوله مذکور مناسب تر است با استفاده از روش های موجود یک محدوده پایین و بالا برای پارامترهای طراحی انتخاب کرده و طراحی را طوری انجام داد که نتایج حاصله در داخل این محدوده قرار گیرند. شایان ذکر است که در این حالت طراحی بایستی بطریقی انجام گیرد که خط لوله توانایی تحمل نوسانات احتمالی فشار از مقدار حداقل تا حداکثر را داشته باشد. و همچنین تدابیر لازم برای تجهیزات انتهایی خط لوله در نظر گرفته شود.
    2-طراحی مناسب یک خط لوله انتقال جریان دوفازی در صورتی که با شرایط واقعی سازگار خواهد بود که از اطلاعات اولیه خطوط لوله موجود دوفازی استفاده شود در اینصورت لازم است خط لوله موجود ابتدا عاری از مایعات تجمع یافته شده و سپس براساس شرایط طراحی در نرخ های حجمی متفاوت مقادیر افت فشار و مایع تجمع یافته درون خط لوله را اندازه گیری نمود. با توجه به اطلاعات بدست آمده خط لوله انتقال جریان دوفازی را می توان با دقت بیشتر و کارائی بالاتر طراحی نمود.
    3-در طراحی یک خط لوله انتقال جریان دوفازی لازمست که خصوصیاتی که بیانگر تصویر واقعی استفاده از آن خط لوله در آینده می باشند را در نظز گرفته. چنین تصویری را می توان با در نظر گرفتن شرایط زیر ارزیابی نمود:

    شرایط رئولوژیکی
    شرایط مخزن
    شرایط تولید
    نیاز مصرف کننده


    بهنوان مثال از آنجا که عملکرد و رفتار مخازن هیدروکربوری به گونه ای است که نسبت گاز به مایع متناسب باز مان تغییر کرده لذا میزان دقیق نرخ حجمی جریان دوفازی درون خط لوله مشخص نبوده و بنابراین طراحی خط لوله جریان دوفازی بر اساس روش حدس و خطا و با نرخ حجمی کمتر از ظرفیت طراحی شده انجام می شود.

    تهیه و تنظیم: بهتاش ک
    در مقابل کاری که برای مردم انجام می دهی انتظار تشکر نداشته باش، این خود نوعی گدایی ایست. "پیرجو"

    آن روز چقدر نزدیک است، شیطان فریاد می زند آدم پیدا کنید، سجده خواهم کرد.....

    چیدن یک سیب و این همه تقاص!!!


    contact me | pirjo[@]iran-eng[dot]com

    contact me | pirjo[@]nigc[dot]info

  4. #4
    تازه وارد
    رشته
    مهندسی شیمی
    تاريخ عضويت
    2009/11
    امتیاز
    14
    پست ها
    25

    پيش فرض

    ممنون از نوشته هاتون
    اگه ممکنه از کاربرد دوفازی ها تو صنعت هم بنویسین

  5. #5
    عضو آواتار ebrahim688
    رشته
    مهندسی شیمی
    تاريخ عضويت
    2011/10
    محل سكونت
    لابلای جزوه ها
    امتیاز
    15
    پست ها
    42

    پيش فرض

    انتقال پلیمر ها از راکتور به اکسترودر توسط گاز هگزان

تاپیک های مشابه

  1. پاسخ ها: 0
    آخرین ارسال: 2009/11/24, 07:02 PM
  2. جریان سیالات پلیمری در لوله ها
    توسط arash.b در تالار مقاله های مهندسی پلیمر
    پاسخ ها: 0
    آخرین ارسال: 2008/9/29, 02:50 PM
  3. محاسبه افت فشار درون خط لوله عمودی
    توسط Niima در تالار نرم افزارهای مهندسی شیمی
    پاسخ ها: 0
    آخرین ارسال: 2008/7/09, 08:27 PM
  4. خطوط لوله کامپوزيتي
    توسط Niima در تالار مقاله های مهندسی شیمی
    پاسخ ها: 0
    آخرین ارسال: 2008/1/17, 03:28 PM

عبارت‌های مرتبط

جریان دو فازی

جریان دوفازی

سیالات دو فازی مایع گاز لوله های حرارتی

جریان دوفازی در لوله ها

دوفازی

الگوهای جریانمکانیک سیالات جریان دوفازی گاز مایعجریانهای دو فازی

ثبت اين صفحه

ثبت اين صفحه

قوانين ارسال

  • شما نمی‌توانيد تاپيک جديد ارسال كنيد
  • شما نمی‌توانيد پاسخ ارسال كنيد
  • شما نمی‌توانید فایل ضمیمه ارسال كنيد
  • شما نمی‌توانيدنوشته‌های خود را ويرايش كنيد
  •