تعيين دبي نشتي گاز از لوله آسيب‌ديده با در نظر گرفتن معادله حالت AGA

Determination of Gas Leakage Rate from Damaged Pipeline Considering AGA Equation of State

در اين تحقيق نتايج مدل سازي نشت گاز از لوله آسيب ­ديده در حالت پايا، يك­ بعدي و آدياباتيك با احتساب خواص گاز واقعي با در نظر گرفتن معادله حالت AGA ارائه شده و اختلاف آن با حالتي كه گاز كامل فرض گردد مورد بررسي قرار گرفته است. آسيب­ديدگي لوله به دو صورت شكست كامل و سوراخ در لوله در نظر گرفته شده است. هدف به ­دست آوردن دبي گاز خروجي از محل آسيب ­ديده در حالت گاز واقعي و مقايسه آن با حالت گاز كامل مي­ باشد. براي رسيدن به اين هدف، روش­هاي انتگرالي و ديفرانسيلي براي حل معادلات حاكم با اعمال خواص گاز واقعي بررسي شده و كد كامپيوتري با زبان برنامه ­نويسي Matlab براي هر دو روش نوشته شده است. از بررسي­هاي دو روش نتيجه شده است كه براي در نظر گرفتن تغييرات ضريب تراكم­پذيري در طول لوله بايد معادلات به روش ديفرانسيلي حل گردند. لوله آسيب ­ديده در خطوط انتقال گاز بين شهري، خطوط شبكه تغذيه گاز و خطوط شبكه توزيع گاز در داخل شهر در نظر گرفته شده است. نتايج نشان مي­دهد در خطوط انتقال درصد اختلاف دبي جرمي خروجي از محل آسيب ­ديده در حالت گاز كامل نسبت به گاز واقعي حداكثر 9/26%- مي‌باشد و بايد از خواص گاز واقعي براي شبيه­ سازي جريان لوله آسيب ­ديده در اين خطوط استفاده كرد ولي در خطوط شبكه تغذيه و توزيع اين اختلاف به ترتيب 1/67%- و 0/41%- مي­باشد و مي­توان در اين خطوط از فرض گاز كامل براي شبيه­سازي استفاده كرد. همچنين نتايج نشان مي­دهد در سوراخ­هاي كوچك مي‌توان از فرض ثابت ماندن ضريب تراكم­ پذيري براي تعيين دبي خروجي استفاده كرد.

This paper presents simulation results of gas leakage from damaged gas pipeline in steady-state, one dimensional and adiabatic flow with considering AGA equation of state. Damaged pipeline are considered as either complete failure or hole in the pipeline wall. Aim is to get the leaked gas flow rate from the damaged area with real gas properties and compare it with prefect gas. For this purpose, integral and differential methods for solving the governing equations with considering real gas properties were investigated and the result show that for considering variable compressibility factor along the pipeline, equations should be solved by the differential method. Damaged pipeline is considered in transmission line, Supply and distribution network. The results show that in the transmission line the predicted leaked gas mass flow rate using the perfect gas deviates from the real gas by -%9.26 and then real gas properties should be used in simulations. But in supply and distribution networks the deviations are respectively -%1.67 and - %0.41 and then perfect gas properties can be used in simulations.