شبيه سازي تخريب هيدرات گاز طبيعي در مسير توزيع به مصرف كننده به وسيله آناليز CFD

باتوجه به احتمال تشكیل هیدرات در خطوط انتقال، فرآیند شبیه سازی تخریب هیدرات گازی با استفاده از مدل سینتیكی تخریب هیدرات برمبنای تجزیه گرمایی در اثر انتقال گرمای هیدرات با جریان گاز و دیواره لوله و اثر همزمان انتقال گرما و انتقال جرم، بر اساس دما، فشار، تركیب درصد گاز طبیعی و 0 متر انجام / اندازه خطوط انتقال گاز خروجی از ایستگاههای تقلیل فشار در یك لوله 6 اینچی به طول 5 گرفت. به منظور بررسی اثر شكل هیدراتهای گازی تشكیل شده، هیدراتهای گازی بهصورت گلوله های هیدرات با شعاع های مختلف و هیدراتهای تشكیل شده در دیواره لوله بهصورت حلقه داخل لوله با حجم برابر با گلوله های هیدرات در نظر گرفته شد. برای بررسی اثر افت دما روی فرآیند تخریب هیدراتهای گازی، فرآیند تخریب هیدرات در 3 دمای مختلف انجام گرفت. نرخ تخریب هیدرات گازی در حالت هیدرات تشكیل شده روی دیواره لوله نسبت به هیدرات گازی به شكل ذرات كروی به دلیل سطح بیشتر انتقال حرارت و جرم بیشتر است. با توجه به اینكه هیدرات گازی در حال تخریب پس از مدت زمان ناچیزی از شروع فرآیند تخریب با جریان همدما میشود، میتوان گفت فرآیند تخریب هیدرات در شرایط همدما انجام میشود و فرآیند انتقال جرم كنترل كننده فرآیند تخریب میباشد.

Hydrate dissociation in pipelines was simulated using computational fluid dynamic and using hydrate dissociation kinetic model. Heat transfer between hydrate and gas flow and pipe wall and simultaneous effect of heat transfer and mass transfer was performed by Fluent Software. Output gas composition and temperature, pressure and real geometry of the City Gas Station was used in this simulation. The simulation of dissociation of gas hydrates in a 6-inch pipe with length of 0.5 meters was performed. In order to investigate shape effect of formed gas hydrates balls with different radius and ring hydrates connected pipe wall with a volume equal with hydrate balls were considered. In this research in order to investigate the effect of temperature drop on gas hydrate dissociation simulations were performed at 3 different temperatures. It was concluded that gas hydrate dissociation rate in case of formed hydrate on pipe wall is more than that of gas hydrate in the shape of sphere particles due to larger surface for heat and mass transfer. The hydrate dissociation rate decreases due to temperature drop and so hydrate dissociation time increases.