روشي كارا جهت محاسبه ميزان گاز هدررفت از شبكه ‏هاي شاخه‏اي با در نظر گرفتن افت‏هاي موضعي

An Efficient Approach to Calculate the Amount of Released Gas in Branched Networks Considering Minor Loss Effects

در اين مقاله، جريان‏هاي تراكم‏پذير سرعت بالا درون شبكه‏هاي گازرساني به‏منظور محاسبه ميزان گاز هدررفت، شبيه‏سازي شده است. تعيين دقيق دبي هدررفت درون اين شبكه‏ها، نيازمند محاسبه افت‏هاي موضعي با توجه به اثرات تراكم‏پذيري است؛ لذا ابتدا تعريفي جديد مطابق با ماهيت جريان‏هاي تراكم‏پذير سرعت بالا براي محاسبه افت‏هاي موضعي ارايه شده است؛ سپس حالت‏هاي مختلف جريان سه‏بعدي درون اتصالات T-شكل توسط نرم‏افزار فلوينت، شبيه‏سازي شده است. با توجه به نتايج به‏دست‏آمده از شبيه‏سازي‏هاي صورت گرفته، رابطه‏اي براي محاسبه ميزان افت فشار درون اين‏گونه اتصالات به‏صورت تابعي از عدد ماخ ورودي به آن‏ها به‏دست‏آمده است. رابطه پيشنهاد‏شده در مقايسه با روابط ارايه شده توسط ساير محققان، داراي فرمي به مراتب ساده‏تر بوده، با سهولت بسيار بيشتري نيز در تدوين نرم‏افزارهاي تحليل شبكه‏هاي گازرساني قابل پياده‏سازي است؛ در نهايت با استفاده از رابطه افت به‏دست آمده و توسط الگوريتمي جديد، ميزان گاز هدررفت از شبكه شاخه‏اي نمونه محاسبه شده است. انطباق بسيار خوب نتايج به‏دست آمده از برنامه عددي و فلوينت با يكديگر،كارايي رابطه افت به‏دست آمده و صحت الگوريتم عددي به‏كار رفته را نشان مي‏دهد.

In this paper, high velocity compressible flows in gas networks have been simulated in order to calculate the amount of released gas.The exact determination of the released gas in the networks needs to calculate the minor losses along with the existing compressibility effects.First, a new definition based on the physics of high velocity compressible flows has been proposed to calculate the minor losses. Then, different types of the three-dimensionalflow through T-type junctions are simulated using FluentPackage. Based on the obtained results, an appropriate relation is proposed to calculate minor loss coefficients as function of junction inlet Mach number.The proposed relation has much simpler form than those proposed by the others and it can be more easily applied to develop the gas networks analysis softwares. Finally, the amount of released gas through a branched network iscalculated using a new algorithmbased on our proposedminor loss equation. The verygood agreement betweenthe numerical code and Fluent results shows the accuracy and efficiency of the proposed minor loss relation and applied numerical algorithm.