پديد آورنده :
كرمي، احسان
عنوان :
تعيين شرايط تشكيل هيدرات هاي گازي در ايستگاه هاي گاز شهري و جداسازي و تخريب آن در مسير توزيع به وسيله آناليز CFD
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
فرآيندهاي جداسازي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
ط،[122]ص.: مصور،جدول،عكس(رنگي)،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محسن نصر اصفهاني
توصيفگر ها :
ايستگاه تقليل فشار , تخريب هيدرات , مدل سينتيكي
استاد داور :
مسعود حق شناس فرد، ارجمند مهرباني
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/08/19
چكيده فارسي :
چكيده در اين پژوهش از روش ترموديناميكي براي بررسي احتمال تشكيل هيدراتهاي گازي استفاده شد ابتدا با توجه به تركيب درصد گاز خروجي از ايستگاههاي تقليل فشار استان اصفهان و با استفاده از نرمافزار HydraFlash نمودار تعادلي تشكيل هيدرات رسم شد و با استفاده از اين نمودار به مطالعه موردي احتمال تشكيل هيدرات در ايستگاههاي تقليل فشار كاشان سميرم و شهرك بهارستان پرداخته شد نتيجه اين مطالعه محتمل بودن تشكيل هيدرات در گاز خروجي از ايستگاه تقليل فشار شهرك بهارستان و قطعيت تشكيل هيدرات در گاز خروجي از ايستگاههاي سميرم و كاشان در صورت افت دما در فصول سرد سال بود با توجه به نتيجه اين مطالعه موردي كه تائيد كننده احتمال تشكيل هيدرات در خطوط انتقال بود به شبيهسازي فرآيند تخريب هيدرات تشكيلشده در خطوط انتقال پرداخته شد فرآيند شبيه سازي تخريب هيدرات گازي با استفاده از ديناميك سياالت محاسباتي و با استفاده از مدل سينتيكي تخريب هيدرات بر مبناي تجزيه گرمايي در اثر انتقال گرماي هيدرات با جريان گاز و ديواره لوله و اثر همزمان انتقال گرما و انتقال جرم توسط نرمافزار فلوئنت انجام گرفت شبيهسازي بر اساس دما فشار تركيب درصد گاز طبيعي و اندازه خطوط انتقال گاز خروجي از ايستگاههاي تقليل فشار نامبرده انجام گرفت شبيهسازي فرآيند تخريب براي هيدراتهاي گازي در يك لوله 6 اينچي به طول 1 2 متر انجام گرفت بهمنظور بررسي اثر شكل هيدراتهاي گازي تشكيلشده هيدراتهاي گازي بهصورت گلولههاي هيدرات با شعاعهاي 5 2 0 2 9 2 0 2 1 2 5 و 1 5 سانتيمتر و هيدراتهاي تشكيلشده در ديواره لوله بهصورت يك حلقه داخل لوله و با حجم برابر با گلولههاي با شعاع 1 2 5 و 1 5 سانتيمتر در نظر گرفته شد دماي گاز خروجي از ايستگاههاي تقليل فشار 15 980 كلوين است كه در اين پژوهش براي بررسي اثر افت دماي ناگهاني روي فرآيند تخريب هيدراتهاي گازي فرآيند تخريب هيدرات در 9 دماي 15 170 15 580 و 15 980 كلوين انجام گرفت از بررسي اثر شكل هيدراتهاي گازي تشكيلشده اين نتيجه حاصل شد كه نرخ تخريب هيدرات گازي در حالت هيدرات تشكيلشده روي ديواره لوله نسبت به هيدرات گازي به شكل ذرات كروي به دليل سطح بيشتر انتقال حرارت و جرم بيشتر است در اثر افت ناگهاني دما نرخ تخريب هيدرات كاهشيافته و بهدنبال آن مدتزمان تخريب هيدرات افزايش مييابد بيشينه زمان تخريب هيدرات براي گلوله هيدرات با شعاع 1 5 سانتيمتر و كمينه زمان تخريب براي گلوله هيدرات به شعاع 5 2 سانتيمتر بهترتيب 7 7615 و 0 68 ثانيه به دست آمد با توجه به اينكه هيدرات گازي در حال تخريب پس از مدتزمان ناچيزي از شروع فرآيند تخريب با جريان همدما ميشود ميتوان گفت فرآيند تخريب هيدرات در شرايط همدما انجام ميشود و فرآيند انتقال جرم كنترلكننده فرآيند تخريب ميباشد كلمات كليدي هيدرات گازي ايستگاه تقليل فشار تشكيل هيدرات تخرب هيدرات مدل سينتيكي ط
چكيده انگليسي :
Gas hydrate formation in CGS and separation and dissolution in city gas network by CFD analysis Ehsan Karami ehsan karami@ce iut ac ir Date of Submission June 22 2016 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor M Nasr Esfahany mnasr@cc iut ac irAbstractIn this research thermodynamic approach was used to evaluate the possibility of gas hydrateformation First considering the output gas composition from three of the Isfahan Province CityGas Station and equilibrium hydrate formation diagram was plotted using HydraFlash software andpossibility of gas hydrate formation in Kashan Semirom and Baharestan City Gas Stations wasstudied Gas hydrate formation is possible in output gas from Baharestan City Gas Station and in ahigher degree in output gas from Semirom and Kashan City Gas Station in case of temperaturedrop in cold seasons of the year Hydrate dissociation in pipelines was simulated usingcomputational fluid dynamic and using hydrate dissociation kinetic model Heat transfer betweenhydrate and gas flow and pipe wall and simultaneous effect of heat transfer and mass transfer wasperformed by Fluent Software Output gas composition and temperature pressure and realgeometry of the City Gas Station was used in this simulation The simulation of dissociation of gashydrates in a 6 inch pipe with length of 0 5 meters was performed In order to investigate shapeeffect of formed gas hydrates balls with 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 1 and 1 5 cm radius and ringhydrates connected pipe wall with a volume equal with hydrate balls with 0 5 1 and 1 5 cm radiuswere considered Output gas temperature from city gas stations is 283 15 K which in this researchin order to investigate the effect of temperature drop on gas hydrate dissociation simulations wereperformed at 3 different temperatures of 275 15 281 15 and 283 15 K It was concluded that gashydrate dissociation rate in case of formed hydrate on pipe wall is more than that of gas hydrate inthe shape of sphere particles due to larger surface for heat and mass transfer The hydratedissociation rate decreases due to temperature drop and so hydrate dissociation time increases Themaximum of hydrate dissociation time for hydrate ball with 1 5 cm radius and the minimum ofhydrate dissociation time for hydrate ball with 0 1 cm radius were respectively obtained equal to1567 7 and 86 2 seconds It can be concluded that hydrate dissociation occurs isothermal conditionsand dissociation is controlled by mass transfer Key Words Gas hydrate city gas station hydrate formation hydrate dissociation kinetic model
استاد راهنما :
محسن نصر اصفهاني
استاد داور :
مسعود حق شناس فرد، ارجمند مهرباني
