مدل سازی cfd استفاده از همزن های ساکن در مخازن ذخیره بنزین

پالایشگاه ها را می توان از مهمترین صنایع شیمیایی بر شمرد که محصولات متنوعی را تولید می کنند از جمله محصولات اصلی بنزین است. موضوع اختلاط بنزین با افزودنی هایش نظیر mtbe و بنزین سوپر که معمولاً در یک مخزن بزرگ همزن دار صورت می-پذیرد از اهمیت بسیاری برخوردار است. در این تحقیق با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (cfd)به منظور یافتن راهی برای بهبود اختلاط بنزین با افزودنی هایش، در ابتدا عملکرد همزن های ساکن مختلف مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور با بدست آوردن خصوصیات فیزیکی سیالات توسط منابع مرتبط و اندازه گیری های تجربی نمونه ها در آزمایشگاه و سپس با مدلسازی محل تزریق افزودنی ها به مسیر چرخش سیال (بین پمپ چرخش و مخزن ذخیره سیال) توسط ساخت حدود 410000 حجم کنترل در نرم افزار پیش پردازشگر gambit و سپس اجرای روش ضمنی حالت پایای آن با به کارگیری مدل ?rng-k- در نرم افزار حل کننده fluent بهترین نوع همزن ساکن که همزن ساکن حلزونی (helical) بود انتخاب شد.عملکرد این همزن به گونه ای بود که یک متر از آن می توانستمعادل 7 متر لوله در سیستم مخازن ذخیره بنزین قرار گیرد. در بخش دوم این تحقیق به منظور یافتن راهی برای بهبود اختلاط بنزین با افزودنی هایش امکان کاهش زمان اختلاط بنزین مورد مطالعه قرار گرفت بدین منظور یک مخزن 2/2 میلیون لیتری ذخیره بنزین به همراه همزن و اتصالات آن شبیه-سازی شد. ابتدا در نرم افزار پیش پردازشگر سیستم به 2220000 حجم کنترل تقسیم شد و با حل همزمان معادلات ناویر استوکس و معادلات اغتشاش مربوطه بر مبنایمدل ?rng-k-، الگوی جریان متلاطم و همچنین روند اختلاط در مخزن توسط نرم-افزار حل کننده پیش بینی شد. برای تأیید نتایج حاصل از شبیه سازی به هنگام تزریق افزودنی ها به بنزین در حالیکه پمپ چرخش مربوط به مخزن بنزین نیز روشن بود در هر ساعت نمونه ای گرفته و دانسیته آن آزمایش شد داده های شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی مطابقت داشت. برای بررسی اختلاط، رابطه ای برای درصد اختلاط ارائه شد. با نتایج بدست آمده انجام چرخش حین تزریق رد شد چرا که تا 20% زمان اختلاط را افزایش داد حتی لزومی برای چرخش بعد از تزریق نیز وجود نداشت چون به علت عملکرد مناسب همزن مکانیکی مخزن، سیالات تقریبا به محض ورود به مخزن به درصد اختلاط 99% می رسند و در قسمت آخر امکان کاهش زمان اختلاط از طریق افزایش ظرفیت اختلاط نیز مورد بررسی قرار گرفت که درصورت افزایش دبی تزریق افزودنی ها، با در نظر گرفتن شرایط عملیاتی و هزینه های ثابت و جاری، میسر گشت.