مدیریت زمان و مهندسی مکانیک

سوال:

salam
man mikham arshad faravari gaz bekhoonam valil rajebe in reshte ye alame soal daram.mikhastam bebinam emkanesh hast ye rahe ertebati ba qolam reza roohollahi ke mosahebash too site  be man bedi?! yek donya mamnoon misham age javabamo be  emailam bedid...

پاسخ:

درود بر شما

فارسی تایپ کنید کور شدم..

نه نمیشناسم ایشون رو/یه سر اکسین بزنید شاید..

اصول طراحی هیدرولیکی خطوط لوله انتقال جریانهای دو فازی

عنوان                                                                                                        صفحه

پیشگفتار

فهرست نشانه ها واختصارات

فصل اول-مفاهیم بنیادی و معادلات اساسی جریانهای دوفازی

مقدمه............................................................................................................. 1

نمودار فازی مخلوطهای هیدروکربوری..................................................................... 1

متغیرهای مورد استفاده در جریانهای دوفازی........................................................... 4

لغزش.............................................................................................................. 4

اثر لغزش در ترکیب درصد جریانهای دو فازی............................................................. 5

پس ماند.......................................................................................................... 6

اثر لغزش بر روی آنتالپی جریان دو فازی (مخلوط گاز-مایع).......................................... 8

سرعت............................................................................................................ 10

جرم ویژه.......................................................................................................... 11

گرانروی............................................................................................................ 12

معادلات اساسی جریان دو فازی........................................................................... 12

معادله پیوستگی............................................................................................... 13

معادله اندازه حرکت............................................................................................ 14

معادله انرژی..................................................................................................... 17

پیچیدگی کاربرد معادلات اساسی در جریان های دو فازی.......................................... 18

معادلات حاکم بر جریان دوفازی همان معادلات کلاسیک ناویر-استوکس می باشد.

در دوفاز مخلوط نشدنی همواره یک سطح مشترک(لایه ای فرضی با حجم صفر که دو فاز را از هم جدا می کند) وجود دارد که میتواند ثابت باشه یا متغییر.

مهمترین مشکل در حل عددی جریان دوفازی وجود سطح مشترک در حال تغییر می باشد.

مدل های جریان دوفازی:

1-همگن:ساده ترینه/فرض میشود دو فاز در هر نقطه دارای سرعت و دمای یکسان هستن.

2-مدل شبه عددی شار توده:معادلات پایستار تنها برای یک فاز حل میشوند،سپس سرعت نسبی بین دو فاز از یک رابطه تجربی بدست می آد.

از طریق سرعت نسبی بین دو فاز و سرعت محاسبه شده از حل عددی، سرعت برای فاز دوم بدست می آید.

3-مدل دوسیال 4-مدل یک سیال

روش های تعقیب سطح:

ردیابی پیشانی ،مجموع سطوح ،حجم سیال ،روش میدان فاز و...

مجموع سطوح ،حجم سیال ،روش میدان فاز هر سه دیدگاه اویلری دارن.

برگرفته از سمینار مدلسازی قطره(جریان قطره در زیرگروه جریان های دوفازی مایع-گاز می باشد)

نیما سامخانیایی/دانشگاه تربیت مدرس/استاد راهنما:دکتر محمد رضا انصاری

عنوان جزوه:

تئوری لایه مرزی- مدل های آشفتگی

دانلود کنید/حجمی نداره..

اشاره به جزوه:

توابع دیواره:پروفیل های تحلیلی جریان لایه های مرزی مجاور دیواره هستند با یک سری فرضیات برای ساده سازی...و شامل سه ناحیه:

1-لزج(در این ناحیه دیفیوزن مولکولی نقش غالب را دارد)2-میانی3-آشفته

مزیت استفاده از توابع دیواره:

1-کاهش حجم محاسبات بواسطه ی عدم نیاز به شبکه بندی در نواحی نزدیک دیواره

2-افزایش دقت محاسبات(برای مسائل نه چندان پیچیده)زوم کنیم رو سه رابطه ی اساسی و مدل های دو معادله ای:

سه رابطهی اساسی عبارتند از: رابطه ی بوزینسک،speziali،aunder

تعداد مدل های دو معادله ایی که در این جزوه بررسی شده، بیشتر از کتاب مدلسازی اغتشاش است، منتها کتاب مدلسازی اغتشاش توضیحات بیشتر ارائه داده و به مفهوم فیزیکی تک تک جملات پرداخته.

بعضی از مدل های دو معادله ای با هر سه مدل اساسی نام برده استفاده میشه، ولی مدلی مثل اپسیلن-K غیر ایزوتروپیک، از رابطه ی اساسی بوزینسک استفاده نمیشه دلیل در جزوه هست..

خیلی از تصمیماتی که ما در زندگی می‌گیریم، ناشی از برآورد و مقایسه احتمال موفقیت و مقدار سود حاصل از آن است؛ البته حتی گاهی دقیقا و به طور خاص نیز به این موضوع فکر نمی‌کنیم ولی ناخودآگاه این برآورد صورت می‌گیرد. مثلا وقتی تصمیم می‌گیریم برای آزمون کنکور تلاش کنیم، این احتمال را هم می‌دهیم که در این آزمون به موفقیت نرسیم‌، اما وقتی مقدار سود حاصل از این موفقیت احتمالی را با مقدار تلاشی که برای آن می‌خواهیم انجام دهیم مقایسه می‌کنیم تصمیم می‌گیریم این ریسک را بپذیریم و هزینه و زمان زیادی هم روی آن صرف کنیم. به این موضوع در درس آمار و احتمالات، امید ریاضی گفته می‌شود و برآورد و مقایسه سود و زیان احتمالی را به طور دقیق و با عدد و رقم بیان می‌کند. هرچقدر که امید ریاضی یک تصمیم و اقدام احتمالی، عدد مثبت بزرگتری باشد، اقدام برای آن عاقلانه‌تر و هر چقدر که امید ریاضی یک تصمیم و اقدام احتمالی، عدد منفی‌تری باشد، اقدام برای آن جاهلانه‌تر خواهد بود. در حالتی هم که امید ریاضی برابر صفر باشد، اقدام یا عدم اقدام برای آن، هیچ ترجیحی نسبت به یکدیگر ندارند. در ادامه (البته با در نظر گرفتن شروطی منطقی) مقدار سود متوسط حاصل از عمل به احکام اسلام را با استفاده از امید ریاضیمحاسبه می‌کنیم تا در مورد این موضوع تصمیم عاقلانه‌تری بگیریم!

در بدترین حالت فرض کنید که ما هیچ دلیل و برهانی برای اثبات وجود خدا و معاد و ... نداشته باشیم و احتمال وجود آخرت و حساب و کتاب هم به سمت صفر میل کنه، ولیباید بپذیریم که اگه آخرتی وجود داشته باشه و قرار باشه تو اون دنیا برای بعضی کارامون مؤاخذه بشیم، مسلما در سخت ترین حالت، کارهایی خواهد بود که اسلام اونها رو ممنوع کرده و در قرآن و سنت ذکر شده، و فراتر از این نخواهد بود؛ و یا اینکه اگه آخرتی وجود داشته باشه و قرار باشه با عمل به یک دین به سعادت برسیم، حداقل، اسلام میتونه اینکار رو بکنه! با توجه به ادیان موجود در دنیا و جامعتر بودن احکام اسلام، این فرض ها کاملا منطقی و قابل دفاع هستند!

ابتدا چند تعریف:  

 پیشامد A : درست و واقعی بودن مطالبی که در قرآن، احادیث معتبر و در نتیجه در فتواهای مراجع تقلید در مورد خدا، پیغمبر، آخرت، بهشت، جهنم، احکام اسلام و ... آمده است و در نتیجه به بهشت رفتن افرادی که طبق این احکام عمل کرده‌اند.

 پیشامد B : غیر واقعی و افسانه بودن موارد فوق و بی‌فایده بودن عمل به احکام اسلام و در نتیجه یک عمر سختی و محروم شدن از لذتهای مادی (با فرض اینکه عمل به احکام اسلام هم هیچ سود و لذتی در این دنیا ندارد). 

 (P(A :‌ احتمال رخ دادن پیشامد A 

 (P(B : احتمال رخ دادن پیشامد B

 بدیهی است که (البته با فروض منطقی ابتدای متن) :      P(A) + P(B)  = 1

 S : مقدار سود بدست آمده اگر پیشامد A اتفاق بیفتد.  

در این صورت چون بهشت و رسیدن به قرب الهی در آن، جاودانه (دارای مدت زمان بینهایت) و دارای لذت بینهایت می‌باشد، بنابراین سود حاصل از آن به سمت مثبت بینهایت میل می‌کند.

Z : مقدار ضرر بدست آمده اگر پیشامد B اتفاق بیفتد.  

در اینصورت ما به اندازه حداکثر ۱۲۰ سال (!) در سختی زندگی کردیم و به هر حال Z هر چقدر هم که زیاد باشد، یک عدد محدود است.

 در بدترین حالت فرض کنید برای پیشامد A هیچ دلیل و برهانی نداریم و (P(A یک عدد بسیار کوچک نزدیک صفر (مثلا 0.000001) باشد و بنابراین (P(B نزدیک عدد 1 (مثلا 0.999999) خواهد بود. 

حال با استفاده از امید ریاضی به محاسبه سود عمل به احکام اسلام می‌پردازیم. اگر مقدار این سود مثبت شود، بنابراین قاعدتا باید به احکام اسلام عمل کرد، ولی اگر منفی  شد (ضرر)، نباید نقد رو فدای نسیه کرد و تا می‌تونیم باید از این دنیا لذت ببریم.

 E : مقدار سود متوسط حاصل از عمل به احکام اسلام

E=S*P(A) - Z*P(B)=(+∞)*(0.000001) - Z*(0.999999)=+∞

سود حاصل نه تنها مثبت شد، بلکه به سمت بینهایت هم میل میکنه!   یعنی برای عمل به احکام اسلام نباید از هیچ تلاشی فروگذار کرد و همه سختی‌ها در برابر سود بدست‌آمدهٰ صفر محسوب می‌شوند. نکته جالب اینجاست که این محاسبات در بدترین حالت و با فرض عدم وجود هیچ دلیل و برهانی برای اثبات حقانیت دین اسلام انجام شد!

منبع:http://mtsignal.blogsky.com

مراحل طراحی مقدماتی خطوط لوله جریان های دوفازی جهت تعیین مقادیر افت فشار و مایعات تجمع یافته بترتیب بصورت زیر می باشد:

مرحله اول: تعیین ترکیب درصد نرخ حجمی و شرایط عملیاتی گاز ورودی به خط لوله.

مرحله دوم: تعیین مشخصات خط لوله از قبیل قطر طول و تغییرات ارتفاع خط لوله

مرحله سوم: تعیین ضریب کلی انتقال حرارت و انجام موازنه حرارتی در قطعه ای با طول معین از خط لوله

مرحله چهارم: انجام محاسبات تبخیر ناگهانی و در نتیجه تعیین آنتالپی هر یک از فازهای گاز و مایع با استفاده از یک معادله حالت مناسب در قطعه ای با طول معین از خط لوله

مرحله پنجم: تعیین انواع الگوهای جریان مختلف موجود درون هر قسمت از خط لوله.

مرحله ششم: محاسبه مقادیر افت فشار و مایعات تجمع یافته درون هر قسمت از خط لوله با توجه به نوع رژیم جریان موجود در آن قسمت و سپس تعیین مقادیر کلی افت فشار و مایعات تجمع یافته در طول کل خط لوله. در این مرحله باید توجه داشت که اگر جریان درون خط لوله دوفازی بصورت پایدار باشد بایستی از روابط تجربی و یا معادلات تحلیلی مناسب استفاده شود.

همچنین در صورت طراحی خطوط لوله جریان های دوفازی در حالت ناپایدار بایستی از معادلات تحلیلی مناسب که در جهت تعیین انواع رژیم های جریان دوفازی ناپایدار و همچنین محاسبه مقادیر افت فشار و مایعات تجمع یافته درون خطوط لوله استفاده نمود.

عوامل موثر در طراحی هیدرولیکی خطوط لوله جریان های دوفازی

برای انجام محاسبات دقیق طراحی مقدماتی خطوط لوله انتقال جریان دوفازی بایستی نکات زیر را مورد توجه قرار داد:

1-در هنگام طراحی خطوط لوله جریان های دوفازی پایدار با استفاده از روابط تجربی. البته باید توجه داشت که هر یک از روابط تجربی موجود بر اساس بانک اطلاعاتی حاصل از سیستم مورد آزمایش آن موحقق گسترش یافته است و نمی توان صریحتا یک رابطه را بر رابطه دیگر ترجیح داد. بطوریکه برخی از این روابط تجربی در یک محدوده دارای جواب قابل قبول و در خارج از آن محدوده جواب غیر قابل قبول ارائه می دهند. با در نظر گرفتن نکات فوق جهت طراحی خطوط لوله مذکور مناسب تر است با استفاده از روش های موجود یک محدوده پایین و بالا برای پارامترهای طراحی انتخاب کرده و طراحی را طوری انجام داد که نتایج حاصله در داخل این محدوده قرار گیرند. شایان ذکر است که در این حالت طراحی بایستی بطریقی انجام گیرد که خط لوله توانایی تحمل نوسانات احتمالی فشار از مقدار حداقل تا حداکثر را داشته باشد. و همچنین تدابیر لازم برای تجهیزات انتهایی خط لوله در نظر گرفته شود.

2-طراحی مناسب یک خط لوله انتقال جریان دوفازی در صورتی که با شرایط واقعی سازگار خواهد بود که از اطلاعات اولیه خطوط لوله موجود دوفازی استفاده شود در اینصورت لازم است خط لوله موجود ابتدا عاری از مایعات تجمع یافته شده و سپس براساس شرایط طراحی در نرخ های حجمی متفاوت مقادیر افت فشار و مایع تجمع یافته درون خط لوله را اندازه گیری نمود. با توجه به اطلاعات بدست آمده خط لوله انتقال جریان دوفازی را می توان با دقت بیشتر و کارائی بالاتر طراحی نمود.

3-در طراحی یک خط لوله انتقال جریان دوفازی لازمست که خصوصیاتی که بیانگر تصویر واقعی استفاده از آن خط لوله در آینده می باشند را در نظز گرفته. چنین تصویری را می توان با در نظر گرفتن شرایط زیر ارزیابی نمود:

شرایط رئولوژیکی 

شرایط مخزن

شرایط تولید

نیاز مصرف کننده

به عنوان مثال از آنجا که عملکرد و رفتار مخازن هیدروکربوری به گونه ای است که نسبت گاز به مایع متناسب باز مان تغییر کرده لذا میزان دقیق نرخ حجمی جریان دوفازی درون خط لوله مشخص نبوده و بنابراین طراحی خط لوله جریان دوفازی بر اساس روش حدس و خطا و با نرخ حجمی کمتر از ظرفیت طراحی شده انجام می شود.

تهیه و تنظیم: بهتاش ک

منبع:http://www.iran-eng.com 

مقدمه

معمولا طراحی هیدرولیکی خطوط لوله انتقال جریان های دوفازی در حالت پایدار با استفاده از یکی از روش های ذیل انجام می گیرد:

استفاده از معادلات مناسب جریان تک فازی بهمراه یک ضریب ایمنی

استفاده از معادلات و روابط تجربی پایدار جریان های دوفازی

در روش اول از روابط تجربی و یا معادلات تحلیلی مناسب موجود در طراحی خطوط لوله انتقال جریان تک فازی بهمراه یک ضریب ایمنی بدلیل افت فشار زیاد موجود در جریان های دوفازی جهت طراحی خطوط لوله دوفازی استفاده می شود. لازم بذکر است که نتایج حاصل از انجام این روش عموما منجر به دو حالت طراحی بیش از اندازه و طراحی کمتر از اندازه خواهد شد. انجام طراحی بیش از اندازه مشکلات عمده ای را بهمراه نداشته در صورتیکه انجام طراحی کمتر از اندازه باعث ایجاد خطر لوله و تجهیزات جانبی آن می شود. همچنین هنگامی که مقدار مایع چگالیده شده درون خط لوله ناچیز باشد استفاده از این روش خیلی خوب می تواند از انجام طراحی کمتر از اندازه خط لوله جلوگیری نماید. در اغلب اوقات مقدار مایع چگالیده شده درون خط لوله بمقدار کافی با اهمیت بوده بطوریکه استفاده از این روش منجر به پیدایش خطاهای زیادی در انجام محاسبات خواهد گردید.

در حالیکه در روش دوم از روابط تجربی جهت انجام محاسبات طراحی خطوط لوله جریان های دوفازی استفاده می شود. بطوریکه تمامی این روابط تجربی بر اساس اطلاعات محدود و مختص به خطوط لوله با قطر کم در فشار پایین و برای سیستم های ساده تر نظیر مخلوط آب و هوا بدست آمده اند. شرایط اعمال شده در دقت و قابلیت انعطاف روش فوق یک محدودیت را در بکارگیری این روش بعنوان یک ابزار طراحی خطوط لوله جریان های دوفازی بوجود می آورد. بطوریکه برون یابی این اطلاعات و استفاده از این روابط تجربی در طراحی خطوط لوله عملیاتی و واقعی انتقال جریان های دوفازی منجر به پیدایش خطاهای زیادی در طراحی خواهد گردید.

باید توجه داشت که روابط تجربی موجود جهت طراحی خطوط لوله انتقال جریان های دوفازی را می توان در حالت کلی به سه دسته زیر تقسیم بندی نمود:

در دسته اول لغزش بین دو فاز گاز و مایع و نیز تغییرات رژیم جریان در نظر گرفته نمی شود. لذا مقدار جرم ویژه مخلوط دوفازی براساس نسبت مایع تجمع یافته در حالت عدم لغزش در هر قسمت از خطوط لوله محاسبه شده و تنها یک رابطه برای ضریب اصطکاک جریان دوفازی مورد نیاز است.

در دسته دوم لغزش بین دوفاز بین مورد توجه گرفته ولی تغییرات جریان در نظر گرفته نمی شود. در این روش دو معادله جداگانه جهت محاسبه ضریب اصطکاک و مقدار مایع تجمع یافته مورد استفاده قرار می گیرد.

در دسته سوم هم لغزش بین فاز و هم تغییرات جریان مورد توجه قرار می گیرند. در این گروه علاوه بر استفاده از روابط مختلف جهت محاسبه مقدار تجمع یافته و ضریب اصطکاک معادلاتی نیز جهت پیش بینی نوع رژیم جریان دوفازی می باشند. بطوریکه تعیین نوع رژیم جریان معادلات مربوط را بدست می آورند.

ذکر این نکته قابل توجه است که مکانیزم تغییرات رژیم جریان در بعضی موارد از نظر فیزیکی مورد توجه قرار نگرفته و برای تعیین رژیم جریان از منحنی های تجربی استفاده می شود. 

بدیهی است که نتایج حاصل از دسته سوم از دو دسته دیگر دارای دقت بیشتری بوده و از روابط تجربی دو دسته دیگر زمانی می توان استفاده نمود که فرضیات در نظر گرفته شده در آن ها برای اعمال شرایط مورد نظر قابل قبول باشد. بعنوان مثال هنگامیکه نرخ جریان گاز زیاد بوده و رژیم جریان دوفازی مه آلود باشد از لغزش بین فازها می توان صرفه نظر کرد. 

تهیه و تنظیم: بهتاش ک

منبع:http://www.iran-eng.com