توصيفگر ها :
گازطبيعي , ادورانت , دستگاه‌هاي بوداركننده , توزيع ادورانت , نازل , استاتيك ميكسر , انتقال جرم , شبيه سازي
چكيده فارسي :
گاز طبيعي تصفيه شده فاقد بو است. بنابراين از انواع ادورانت‌ها به عنوان بوداركننده و ايجاد هشدار در هنگام نشتي استفاده مي‌شود. طبق استاندارد جهاني، مقدار اين ماده در خط لوله گاز شهر بايستي mg/m^3 25-10 باشد. عوامل گوناگوني مانند شرايط پمپ تزريق، ميزان اختلاط و ميزان مصرف فصلي شهر بر توزيع حداكثر غلظت ادورانت در خط لوله گاز طبيعي تاثيرگذار هستند. لذا مطلوب است قبل از رسيدن گاز به شبكه توزيع شهري، حداكثر غلظت در محدوده‌ي استاندارد جهاني قرار گيرد. در مطالعه حاضر، با استفاده از شبيه سازي توزيع غلظت ادورانت در خط لوله گاز شهركرد با نرم‌افزار كامسول، معادلات پيوستگي، موازنه ممنتم و موازنه جرم جز ادورانت در هندسه دو بعدي و سه بعدي حل شده و حداكثر غلظت ادورانت در فصول مختلف سال محاسبه شده است. در اين مطالعه، تزريق ادورانت در خط لوله گاز طبيعي به صورت پالسي بوده است. با توجه به دبي گاز طبيعي در خط لوله، رژيم جريان به صورت مغشوش بوده است و جهت تحليل جريان آشفته گاز طبيعي، از دو مدل ميانگين نوير استوكس (RANS) ε -k و Low Re k-ε استفاده و ميدان سرعت و فشار در حالت پايا محاسبه شد. با استفاده از ميدان سرعت محاسبه شده، در معادله انتقال جرم توزيع غلظت ادورانت به صورت ناپايا محاسبه گرديد. طبق نتايج بدست آمده از محاسبه ميدان جريان در فصل زمستان و تابستان، سرعت محاسبه شده از مدل Low Re k-ε نسبت به مدل k-ε از دقت بالاتري برخوردار بوده و با افزايش عدد Re اختلاف نتيجه بدست آمده از دو مدل افزايش يافته است. اين اختلاف سرعت بر توزيع غلظت ادورانت تاثير بسزايي داشته است. از طرفي، علي رغم اينكه در زمستان غلظت ادورانت ورودي كم‌تر از تابستان است اما شرايط تزريق و دبي گاز در زمستان باعث شده است كه حداكثر غلظت نهايي ادورانت در خروجي لوله در زمستان (mg/m^3 08/30) بيش‌تر از تابستان (mg/m^3 24) شود. طي بررسي انجام شده، با افزايش دوره پالس از 14 به 20 ثانيه، ميزان غلظت ادورانت در فصل زمستان به خط لوله كاهش داشته و در نتيجه بيشينه غلظت ادورانت از mg/m^3 08/32 به mg/m^3 08/30 كاهش يافته است. با بررسي اثر مدت زمان تزريق و دوره هر تزريق، غلظت ادورانت در مدت زمان تزريق 5 ثانيه و دوره تزريق 14 ثانيه بهينه و در محدوده استاندارد بوده است. همچنين با بررسي اثر تزريق توسط دو نازل، با افزايش فاصله زماني تزريق بين نازل‌ها حداكثر غلظت ادورانت در خروجي كاهش مي‌يابد و در محدوده استاندارد قرار مي‌گيرد به طوريكه بهترين حالت تزريق ادورانت در فاصله زماني 7 ثانيه بين دو تزريق بوده و در اين حالت ميزان غلظت ادورانت در فصل زمستان mg/m^3 5/26 بدست آمده است. در نهايت، طبق بررسي اثر وجود استاتيك ميكسر بر غلظت ادورانت، وجود استاتيك ميكسر باعث افزايش اختلاط شده و بيشينه غلظت ادورانت را نسبت به حداقل غلظت استاندارد كاهش داده است. بنابراين استفاده از استاتيك ميكسر در خط لوله گاز نامطلوب بوده است.
چكيده انگليسي :
Developed natural gas is odorless. Therefore, all kinds of deodorants are used as fragrances, and to create warnings during leakage. According to the international standard, the amount of this substance in the city's gas pipeline should be 10-25 mg/m^3. Various factors such as the conditions of the injection pump, the mixing rate, and the seasonal consumption rate of the city affect the distribution of the maximum concentration of adorant in the natural gas pipeline. Therefore, the maximum concentration should be within the range of the international standard before the gas reaches the urban distribution network. In the present study, by simulating the distribution of adsorbent concentration in the Shahrekord gas pipeline with Comsol software, the equations of continuity, momentum balance, and mass balance of the adsorbent component were solved in two-dimensional and three-dimensional geometry, and the maximum adsorbent concentration was calculated in different seasons of the year. In this study, the injection of adorant in the natural gas pipeline was done in pulse form. According to the flow rate of natural gas in the pipeline, the flow regime has been confused, and to analyze the turbulent flow of natural gas, two Average Noir Stokes models (RANS) ε-k and Low Re k-ε are used and the velocity and pressure field in The steady state was calculated. Using the computed velocity field, in the mass transfer equation, the concentration distribution of the adsorbent was calculated unsteady. According to the results obtained from the calculation of the flow field in winter and summer, the speed calculated from the Low Re k-ε model is more accurate than the k-ε model, and with the increase of the Re number, the difference between the results obtained from the two models increases. This difference in speed had a significant impact on the distribution of the adorant concentration. On the other hand, even though in winter the concentration of the inflow odorant is lower than in summer, the conditions of injection and gas flow in winter have made the maximum final concentration of odorant at the pipe outlet in winter (30.08 mg/m^3) higher than in summer ( mg/m^3 24). During the investigation, with the increase of the pulse period from 14 to 20 seconds, the concentration of the odorant in the pipeline decreased in the winter season, and as a result, the maximum concentration of the odorant decreased from 32.08 mg/m^3 to 30.08 mg/m^3. Has decreasedBy examining the effect of the duration of injection and the period of each injection, the concentration of odorant in the period of injection of 5 seconds and the period of injection of 14 seconds was optimal and within the standard range. Also, by examining the effect of injection by two nozzles, with the increase of the injection time interval between the nozzles, the maximum concentration of adorant at the outlet decreases and falls within the standard range. So the best way to inject deodorant is in a time interval of 7 seconds between two injections, and in this case, the concentration of deodorant in the winter season is 26.5 mg/m^3. Finally, according to the investigation of the effect of the static mixer on the adsorbent concentration, the presence of the static mixer increased the mixing and reduced the maximum adsorbent concentration compared to the standard minimum concentration. Therefore, the use of static mixer in the gas pipeline has been undesirable.
