شماره مدرك :
17461
شماره راهنما :
15284
پديد آورنده :
شفيعي، سارا
عنوان :

بررسي تاثير محل تزريق بخار بر مولفه هاي احتراقي برج سوزا پالايشگاه با استفاده از شبيه سازي CFD

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
پديده هاي انتقال
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1400
صفحه شمار :
هفده 90 ص.: مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
ارجمند مهرباني، يعقوب بهجت
استاد مشاور :
محسن دوازده امامي
توصيفگر ها :
برج سوزا صنعتي , شبيه سازي CFD , احتراق , توليد آلاينده , تزريق بخار
استاد داور :
عليرضا خز علي، ايمان چيت ساز
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/01/31
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
دانشكده :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/02/04
كد ايرانداك :
2823951
چكيده فارسي :
شبيه سازي CFD در حالت سه بعدي تيپ برج سوزا كم فشار در مقياس صنعتي از نوع بخار كمكي پالايشگاه پارس جنوبي به منظور بررسي مشخصه¬هاي احتراقي و بررسي عوامل محيطي بر عملكرد آن در اين پايان نامه انجام شد. براي ايجاد هندسه دامنه محاسباتي تمام جزئيات هندسي برج سوزا شامل تجهيز gas seal، صفحه تثبيت كننده شعله و سپر باد در نظر گرفته شد. دراين پروژه از يك شبكه محاسباتي هيبريدي جهت ايجاد شبكه محاسباتي بهينه بهره گرفته شد. مدل¬هاي حاكم بر مسئله شامل هيدروديناميك، انتقال گرما، احتراق، تابش و اغتشاش مي¬باشد كه به صورت هم زمان و با تاثيرپذيري برهمكنش از يكديگر در نرم¬افزار تجاري Ansys Fluent توسعه يافت. مدل اغتشاشي دو معادله اي k- Ɛ جهت شبيه¬سازي رفتار سيال درهم و از مدل نرخ محدود/ اضمحلال گردابه¬اي براي محاسبه نرخ واكنش¬هاي احتراق استفاده شد. همچنين براي مدلسازي تابش نيز از مدل P1 استفاده گرديد. براي پيش¬بيني توليد دوده و NO_X به ترتيب از مدل¬هاي دو مرحله اي تنسر و مكانيسم هاي حرارتي و آني مكانيسم تشكيل دهنده NO_X بهره گرفته شد. اعتبار مدل محاسباتي توسعه يافته با پياده¬سازي آن براي يك برج سوزا آزمايشگاهي سنجيده و معتبرسازي شد. نتايج بدست آمده از مدل محاسباتي توسعه يافته شامل مشخصه¬هاي هيدروديناميكي، دما، غلظت گازهاي ارسالي به تيپ برج سوزا، محصولات حاصل از احتراق، بازده احتراق و نرخ تشكيل دوده و NO_X در كل دامنه محاسباتي برج سوزا در مقياس صنعتي مي¬باشد. تاثيرات تغيير محل و ميزان تزريق بخار در برج¬سوزا در دو حالت تزريق جانبي و تزريق مركزي بخار بر بازده احتراق و نيز توليد دوده و NO_X در سرعت هاي مختلف وزش باد بررسي شد. نتايج حاصل از شبيه سازي نشان مي دهد كه در هر دو حالت تزريق بخار با افزايش سرعت وزش باد، بازده احتراق كاهش مي¬يابد و نيز توليد دوده و NO_X افزايش مي¬يابد. همچنين با كاهش دبي بخار تزريقي به ميزان 30% نسبت به حالت اوليه تزريق بخار در حالت تزريق مركزي بخار برج سوزا عملكرد بهتري در مقايسه يا تززيق جانبي دارد و بازده احتراق در برج سوزا افزايش يافته در حالي كه ميزان دوده توليدي كاهش مي¬يابد و چنانچه دبي بخار به ميزان 30% افزايش مي¬يابد عملكرد برج سوزا در حالت تزريق جانبي بهتر بوده و ميزان توليد دوده كاهش يافته و بازده احتراق و NO_X توليدي افزايش مي¬يابد.
چكيده انگليسي :
Modeling and CFD simulation of industrial steam-assisted flare in threedimension mode of flare tip of low-pressure in South Pars refinery was performed in this thesis in order to investigate the combustion characteristics and environmental factors on its performance. To create the computational range geometry, all geometrical details of the flare, including gas seal equipment, the flame stabilization plane and the windshield, were considered. In this project, a hybrid computing network was used to create an optimal computing network. The governing models of the problem including hydrodynamic, heat transfer, combustion, radiation and turbulence, were developed with their simultaneous interaction in the commercial software of Ansys Fluent. The two- step equation turbulence model of k- Ɛ was used to simulate the behavior of turbulent fluid, and the finite rate eddy dissipation model was used for computing the rate of combustion reaction. Furthermore, for modeling the radiation, the P1 model was implemente. To predict soot and NOx formation, the two-steps models of thermal and pro‎mp‎t mechanisms and the mechanism of formation of NOx were employed, respectively. The validity of the developed computational model was eva‎luated and corroborated through a laboratory flare. Based on the developed computational model, hydrodynamic characteristics, temperature, concentration of gas emitted to the flare tip, combustion product, and efficiency, soot and NOx formation rates for an industrial scale were obtained in its whole computational range. The effects of displacement and amount of injected steam into flare on combustion efficiency, soot and NOx formation rate at different wind speeds in two modes of lateral and central steam injection were investigated. Based on the simulation results for both modes of the steam injection, upon increasing of wind speed, combustion efficiency decreases while increasing soot and NOx formations. Moreover, upon reduction of steam flow by 30%, there are better performance, higher combustion efficiency and lower soot formation in flare for the central steam injection mode in comparison the other mode. In case of increasing the steam flow by 30%, for the lateral steam injection mode, there are a better performance by lower soot formation, higher combustion efficiency and NOx formation
استاد راهنما :
ارجمند مهرباني، يعقوب بهجت
استاد مشاور :
محسن دوازده امامي
استاد داور :
عليرضا خز علي، ايمان چيت ساز
لينک به اين مدرک :

بازگشت