شبيه‌سازي عددي توزيع دماي مخازن نفت

Numerical Simulation of Oil Tank Temperature Distribution

در اين مقاله توزيع دما در مخزن ذخيره نفت خام استوانه‌اي داراي گرم‌كننده و همزن، كه از سطوح بيروني، در معرض انتقال گرماي همرفتي و تابشي قرار دارد، با استفاده از شبيه‌سازي عددي، مورد مطالعه قرارگرفته است. بدين منظور كل محيط مخزن شبكه گذاري شده و با اعمال شرايط مرزي حاكم بر مسئله، با استفاده از روش حجم محدود، مخزن شبيه‌سازي گرديده است. تأثير روشن بودن همزنِ مخزن، بر توزيع دما بررسي ‌شده و همان‌گونه كه انتظار مي‌رفت، با روشن شدن همزن، توزيع دما در داخل مخزن به صورت همگن در مي‌آيد. در صورت خاموش بودن همزن، با وجود چهار دستگاه گرم‌كننده، جريان لايه‌اي همرفتي سيال از نواحي اطراف گرم‌كننده، به سوي آن جريان يافته و از آنجا به سمت بالا و سقف مخزن ادامه مي‌يابد ولي توزيع دما در داخل مخزن به صورت همگن نمي‌باشد. در حالت كلي با افزايش ارتفاع مخزن، دماي مخزن افزايش پيدا نموده ولي در مجاورت سقفِ مخزن، با توجه به اتلاف گرما از سقف، دماي اين ناحيه كاهش مي‌يابد.

In this paper temperature distribution of oil in cylindrical tank with heater and mixer was studied by numerical simulation. All three heat transfer mechanisms in the outer surfaces were considered. Mesh was generated around the tank and after applying boundary conditions the temperature distribution was simulated by finite volume method. The effect of mixer on temperature distribution was investigated. As it is expected, when mixer was working the temperature distribution was uniform. Without mixer, there was a laminar flow from heated region to colder region and to the roof of tank and temperature distribution wasn’t uniform. In general, temperature was increased with elevation but in near of the roof the temperature is decreased since heat loss from roof.