شبیه سازی cfd جداکننده های مکانیکی افقی و عمودی دو فازی گاز-مایع بمنظور افزایش راندمان جداسازی و بررسی رفتار دینامیکی

در این پایان نامه مطالعه ای بر روی دینامیک سیالات محاسباتی صورت گرفت تا پدیده ی جدایش دو فازی و سه فازی در دو جداکننده ی دوفازی افقی (گاز- مایع) و سه فازی عمودی (گاز- مایع- مایع) در مقیاس صنعتی نشان داده شوند. امروزه استفاده مناسب از جداکننده های مکانیکی از اهمیت بالایی برخوردار شده اند، چراکه با طراحی نا به جای جداکننده ها در فرایند، ظرفیت واحدها به مقدار چشمگیری کاهش می یابند. در این پژوهش از داده های عملیاتی فاز چهارم و پنجم پالایشگاه پارس جنوبی برای شبیه سازی جداکننده ی دو فازی افقی و از داده های فاز دوم و سوم پالایشگاه پارس جنوبی برای شبیه سازی جداکننده ی سه فازی عمودی استفاده شد. شبیه سازی ابتدا توسط نرم افزار aspen hysys انجام شد و در مرحله ی بعد با استفاده از نرم افزار های دینامیک سیالات محاسباتی پدیده ی جدایش دو فاز گاز و مایع و سه فاز گاز و مایع و آب از یکدیگر نشان داده شد. همچنین به طور جداگانه، شبیه سازی شبکه های بافته شده نیز به کمک دینامیک سیالات محاسباتی به صورت دو و سه بعدی بخشی از مقیاس صنعتی و در حالت های دو فازی و سه فازی انجام شد و سپس نتایج حاصل از آن به طور جداگانه در شبیه سازی جداکننده های دو فازی افقی و سه فازی عمودی مورد استفاده قرار گرفت. در محیط دینامیک سیالات محاسباتی برای مدل سازی رفتار سیالات از مدل مخلوط و برای نشان دادن اغتشاشات از مدل k-? استاندارد و در تمامی شبیه سازی ها از متوسط قطر قطرات (mm 01/0) استفاده شد. آنالیز حساسیت راندمان شبکه های بافته شده نسبت به تغییر پارامترهای جریان انجام گرفت. ماکزیمم خطای حاصل شده از شبیه سازی شبکه ی فلزی بافته شده با داده های پالایشگاهی 1/21% شد، در حالی که ماکزیمم خطای رابطه ی ارایه شده توسط دسوکی با داده های پالایشگاه 4/33% است. در شبیه سازی جداکننده ی عمودی، ماکزیمم خطای افت فشار حاصل از شبیه سازی دینامیکی با داده های پالایشگاهی در محل قرار گیری شبکه ی فلزی 67/3% به دست آمد، در صورتی که ماکزیمم خطای مدل های (d و g) ارائه شده توسط اسویندسن و هلسر با داده های پالایشگاه به ترتیب، 3/12% و 45/7% به دست آمد. بیشترین راندمان جداسازی برای فاز آب 71% در سرعت ورودی(m/s 5/8) و برای فاز آلی 32% در سرعت ورودی (m/s 9) و برای جداسازی کلی 2/38% در سرعت ورودی ( m/s8/8) بدست آمد. همچنین درجداکننده ی دو فازی افقی ، بیشترین راندمان جداسازی1/76% و درسرعت ورودی (m/s 3/3) بدست آمد. نتایج نشان داد که در صورت تعویض شبکه ی فلزی بافته شده ی موجود در جداکننده ی سه فازی عمودی با قطر(m 3/3) از همان نوع شبکه می توان به راندمان بالا در سرعت های ورودی بالاتر دست یافت.