شبيه سازي CFD نازل مافوق صوت جداكننده رطوبت از گاز طبيعي

یكی از مشكلات موجود در سكوهای دریایی این است كه جداكننده هایی كه به طور رایج در این سكوها به منظور جداسازی فازهای گاز و مایع مورد استفاده قرار می گیرند، فضای زیادی را اشغال نموده و هزینه های نگهداری و عملیاتی آنها بالا می باشد. استفاده از جداكننده های مافوق صوت به عنوان یك سیستم جداسازی كم حجم و كم هزینه با راندمان بالا مورد استقبال قرار گرفته است. از آن جا كه قسمت اصلی این دستگاه های جدا كننده را معمولاً یك نازل همگرا- واگرا تشكیل می دهد در این مقاله به بررسی عملكرد نازل همگرا-واگرا از روش شبیه سازی CFD با كمك تئوری ترمودینامیكی بخار مرطوب جهت رطوبت زدایی از گاز طبیعی پرداخته شده است. به علاوه نتایج این شبیه سازی با داده های تجربی حاصل از كاركرد دستگاه واقعی مقایسه شده كه سازگاری قابل قبولی را نشان می دهد. از جمله نتایج حاصله می توان به مقادیر كمی نرخ تولید مایع، میزان هسته زایی ، تغییرات درجه حرارت سیال، حداكثر سرمایش سیال نسبت به نقطه شبنم ، میزان رشد قطرات مایع و میزان فوق اشباعیت سیال در قسمت های مختلف نازل در آزمایش عبور گاز با فشار و دمای ورودی معین اشاره نمود. همچنین نتایج نشانگر آن است كه میزان جدایش رطوبت از گاز در نازل به حداكثر مقدار ممكن رسیده است.

One of the problems in marine platforms is that the conventional separators which are used for the separation of gas & oil phases are so spacey and have high operational costs. Therefore today it is more convenient to use the new super sonic separators which have lower costs and higher efficiency. Here in this paper, after a short introduction about the device, CFD simulation method with wet steam theory is used to analysis the behavior of flow through the Laval nozzle which is the main part of such systems. In addition, the quantitative results of this simulation are compared with the experimental data which shows high level of coincidence.The quantitative liquid generation rate, nucleation rate, fluid temperature variations, maximum level of super-cooling, droplet growth rate and the fluid super-saturation ratio are some of the results that could be pointed out. Also the results show that maximum level of dehydration from gas in the Laval nozzle is obtained.