آموزش شبیه سازی جریان احتراق در سیستم فلر گازی

آموزش شبیه سازی جریان احتراق در سیستم فلر گازی


با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی جریان احتراق در سیستم فلر گازی در نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی جریان احتراق در سیستم فلر گازی

شرح مسأله

مسأله حاضر به شبیه سازی احتراق در سیستم فلر گازی با استفاده از نرم افزار ansys fluent پرداخته است. سیستم فلر که آن را به نام فلر گازی (gas flare) نیز می شناسند، دستگاه احتراقی است که در واحدهای صنعتی مانند پالایشگاه های نفت و گاز و همچنین در محل تولید چاه های نفتی و گازی به ویژه در سکوهای دریایی مورد استفاده قرار می گیرد. فلرهای گلزی وظیفه سوزاندن گازهای طبیعی آزاد شده در زمان استخراج نفت را به صورت کاملاً کنترل شده بر عهده دارند. درواقع در زمان فرایند استخراج نفت، مقداری گاز طبیعی به صورت توده ای در بالای نفت در مخازن تجمع می یابد. به طور کلی بهتر است که سعی گردد تا گاز طبیعی را جمع آوری و ذخیره کنند اما اگر امکان این کار وجود نداشت، آنها را می سوزانند. سوراندن این گازها با استفاده از سیستم فلر موجب می گردد که اولاً از احتراق و سوختن این گاز به صورت خطرناک و غیرکنترلی جلوگیری گردد و ثانیاً سوزاندن و تبدیل متان به کربن دی اکسید و آزادسازی آنها در فضای آزاد، آسیب های کمتری نسبت به آزادسازی خود متان خواهد داشت. بنابراین برای انجام این پروژه از مدل گونه های انتقالی (species transport) استفاده شده است. ماده تعریف شده برای گونه انتقالی، مخلوط n-butane-air می باشد که از 9 گونه گازی شامل C4H10، O2، CO2، H2O، H2، CH4، C2H6، C3H8 و N2 تشکیل شده است. همچنین برای فعالسازی واکنش های شیمیایی و درنتیجه فرایند احتراق، حالت volumetric فعال شده است. این فرایند سوزاندن از پنج واکنش شیمیایی مختلف به فرم زیر تشکیل شده است. به دلیل ساختار متقارن مدل و برای کاهش هزینه محاسباتی، فقط یک قطاع 120 درجه ای از آن مدل شده است. در نوک فلر، جریان گاز با دبی برابر با 0.09259 کیلوگرم بر ثانیه و در قالب ترکیبی از هیدروکربن ها وارد فضای محیط می شود و به طور همزمان، جریان متان از شعله پیلوت با سرعت برابر با 2.479 متربرثانیه جهت شعله ور کردن گازها و همچنین جریان بخار آب با سرعت برابر با 2.479 متربرثانیه وارد فضای محیط می شوند.

 

 

گام اول) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت سه بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler طراحی شده است. مدل حاضر مربوط به ساختمان یک فلر گازی است که به دلیل تقارن و در راستای کاهش هزینه محاسباتی، فقط یک قطاع 120 درجه ای از آن مدل شده است. درواقع این فلر دارای ساختمان استوانه ای می باشد که درون یک فضای محاسباتی استوانه ای شکل قرار گرفته است. در نوک این فلر، مقاطع مخصوص ورود بخار، جریان گازی و پیلوت تعریف شده اند.

 

 

شبکه ­بندی مدل حاضر با استفاده از نرم ­افزار ansys meshing انجام گرفته است. شبکه ­بندی به صورت بدون سازمان انجام گرفته و تعداد سلول­ های تولیدی معادل با 1043138 می باشد.

 

 

گام 2) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه ­سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه­ سازی براساس دیدگاه مبتنی بر فشار (pressure-based) صورت گرفته است.
  • شبیه ­سازی در هر دو حالت سیالاتی و انتقال حرارتی انجام گرفته است.
  • شبیه ­سازی حاضر از نظر زمانی به صورت پایا (steady) می باشد؛ یعنی ترم زمان در حل مسأله لحاظ نشده است.
  • اثر گرانش (gravity) بر روی مدل نادیده در نظر گرفته شده است.

 

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است:

 

 

گام سوم) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای سه بعدی مربوط به دما و سرعت و کسر جرمی هر یک از گونه های گازی مدل شده در این شبیه سازی به دست آمده اند. به عنوان مثال، با بررسی کانتور سه بعدی مربوط به گاز کربن دی اکسید، به خوبی می توان انجام واکنش شیمیایی احتراق و تولید گاز کربن دی اکسید را متوجه شد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نقد وبررسی

نقد بررسی یافت نشد...

اولین نفر باشید که نقد و بررسی ارسال میکنید... “آموزش شبیه سازی جریان احتراق در سیستم فلر گازی”

پیگیری سفارش
لیست مقایسه
شگفت انگیز ها
you tube
logo-samandehi