مقدمه

خطوط لوله انتقال گاز عموما،دارای طول زیادی هستند.و افت فشار و به حد اقل رساندن آن یکی مسائل مهم در طراحی خطوط انتقال گاز می باشند.عموما خطوط گاز در ابتدای خط لوله دارای درجه حرارت یکسانی با محیط نمی باشند، به خصوص در ایستگاههای تقویت فشار گاز که در کمپرسور دمای گاز بالا می رود،لکن با انتقال گاز، دمای گاز به دمای محیط نزدیک می شود.بنابر این انتقال حرارت وجود خواهد داشت و باید اثر آن بر افت فشار جریان گاز مشخص شود.
افت فشار در خطوط انتقال یک عامل ناخواسته می باشد وباعث پائین آ مدن بازدهی کلی انتقال گاز می شود.یکی از روشهای موجود جهت به حداقل رساندن افت فشار استفاده از خنک کننده جهت رساندن دمای گاز به دمای محیط در ایستگاههای تقویت فشار گاز می باشد.
در امکان سنجی اولیه احداث خطوط لوله گاز باید با در نظر گرفتن اختلاف حرارت دمای محیط با جریان گاز و انتقال حرارت ناشی از آن این عامل در طراحی به گونه ای در نظر گرفته شود که در کاهش افت فشار نقش داشته باشد

فهرست مطالب

چکیده………………………………………………………………………………………….. 1

مقدمه………………………………………………………………………………………….. 2

فصل اول:جریان گاز در خطوط لوله با گرمایش یا سرمایش

1- 1.ملاحظات مقدماتی………………………………………………………………………… 6

جریان تراکم پذیر به جریانی اطلاق می گردد که درآن تغییرات جرم حجمی در جریان بوقوع می پیوندد. این تغییرات در بسیاری موارد ناشی از تغییر فشار در خط لوله می باشد .از آنجاییکه تغییر چگالی معمولا با تغییر دما و همچنین انتقال گرما همراه است به استفاده از ترمودینامیک،به خصوص قانون دوم ترمودینامیک نیازمند خواهیم بود.  جریان تراکم پذیر به شاخه های معمولی که سیالات تراکم ناپذیر مورد استفاده قرار می گیرند تقسیم
می شودکه عبارتند از:
– جریان یک بعدی،دو بعدی و سه بعدی
– جریان پایا و نا پایا
– جریانهای چرخشی وبی چرخشی
علاوه بر این شاخه های مفیدآشنا برای جریان تراکم پذیر رده بنده هایی اضافی زیر نیز وجود دارد:

جریان تراکم پذیر فروصوتی ،جریان ترا صوتی،جریان فرا صوتی و جریان فوق صوتی.
لکن در مورد سیالات تراکم پذیر که در آن سرعت حرکت سیال تا سه دهم سرعت صوت باشدجریان را تراکم ناپذیر در نظر می گیریم.لذا در خطوط انتقال گاز به علت عدد ماخ بسیار پایین آن می توان جریانگاز را تراکم ناپذیر در نظرگرفت

2- 1.روابط دینامیکی برای جریان گاز توأم با انتقال حرارت………………………………….. 12
3- 1.حل عددی دمای محیط بر افت فشار خطوط انتقال گاز………………………………… 16
1-3-1.گرمایش……………………………………………………………………………………. 16
2-3-1.سرمایش…………………………………………………………………………………… 18

جدول ضرائب موثر در صورتیکه جرم مولکولی وگرمای ویژه متغییر باشند

جدول ضرائب موثر در صورتیکه جرم مولکولی وگرمای ویژه متغییر باشند

فصل دوم:جریان دائمی گاز در خطوط لوله توأم با انتقال حرارت وسایر عوامل موجود

1- 2.مقدمه…………………………………………………………………………………………….. 22

آنالیز ارائه شده در فصل قبل صرفا” برای حالتی بودکه پارامتر مستقل درجه حرارت سکون قابل تغییر بود.لکن در خطوط لوله انتقال گاز علاوه بر انتقال حرارت ممکن است پدیده های زیر نیز حین انتقال گازتوام با انتقال حرارت رخ دهد:
– تغییر سطح مقطع خط لوله
– اصطکاک دیواره لوله
– خارج شدنگاز از خط لوله اصلی برای انتقال به مسیر دیگر
– تزریقگاز به جریان اصلی
– کار انجام توسط جریان یاکار انجام شده روی جریان
لذا در این فصل جریان گاز طبیعی در خطوط لوله توٲم با انتقال حرارت را با در نظر گرفتن سایر عوامل عملی ممکن مورد بررسی قرار می دهیم.
فرضیاتی که در این فصل داریم عبارتند از:
– جریانگاز یک بعدی و دائمی است
– تغییرات در خواص جریان پیوسته است
گاز را گاز کامل در نظر می گیریم و گرمای ویژه آن فقط تابع درجه حرارت و ترکیبات گاز می باشد

2- 2.معادلات فیزیکی وتعاریف……………………………………………………………………….. 22
3- 2.معادلات کاربردی و جدول ضرائب موثر…………………………………………………………. 26
4- 2.جریان سیال تراکم پذیر با جرم مولکولی و گرمای ویژه ثابت………………………………… 27
5- 2.تأثیر پارامترهای مستقل بر پارامترهای وابسته ………………………………………………..30

با توجه به روابط ارائه شده در قسمتهای فوق می توان در هر شرایطی به تجزیه و تحلیل جریان تراکم پذیر پرداخت،لکن در اینجا جهت کلی تغییرات پارامترهای وابسته را به ازاء تغییر در پارامترهای مستقل بیان می کنیم.لازم به ذکر است که به علت اینکه جریان گاز در خطوط انتقال گاز ،مادون صوت می باشد بنابر این از بررسی جریان مافوق صوت صرفنظر میکنیم. افزایش سطح مقطع موجبکاهش سرعت عدد ماخ می شود.
– گرمایش موجب افزایش عدد ماخ می شود.
– افزایش دبی جرمی با1>y موجب افزایش عدد ماخ می شود.
– افزایش جرم مولکولی موجبکاهش عدد ماخ می شود.
– افزایش k موجبکاهش عدد ماخ می شود.
– تغییر سطح مقطع تاثیری در فشار سکون ندارد.
– افزایش درجه حرارت سکون ،همواره موجبکاهش فشار سکون می شود.
– اصطکاک همواره موجبکاهش فشار سکون می شود
6- 2.روش عمومی حل مسائل………………………………………………………………………… 31

خطی رایلی برای فرایند تغییر ساده

خطی رایلی برای فرایند تغییر ساده

فصل سوم:مقالات مرتبط

1-3.مقایسه مدل خط لوله انتقال گاز در حالت دما ثابت با دما متغییر……………………………….. 33
1-1-3.مقدمه………………………………………………………………………………………………. 33

در مورد خطوط لوله انتقال گاز در حقیقت انتخاب جریان غیر یکنواخت یک فرض مناسب می باشد،زیرا شرایط محیطی دائما با گذر زمان تغییر می کند لکن برخی تغییرات ممکن است بسیار کوچک باشند.در مدل کردن سیستم ،می توان فرض هایی را در نظر گرفت که بشود جریان را یکنواخت در نظرگرفت.در بسیاری شرایط این فرضیات منجر به نتایج مناسب مهندسی خواهند شد.به عبارت دیگر شرایط زیادی وجود دارند که فرض جریان یکنواخت منجر به نتایج غیر قابل قبول خواهد شد.
حین انتقال گاز طبیعی در خطوط لوله ،به علت اصطکاک بخشی از انرژی اولیه سیستم بصورت افت فشار کاهش پیدا می کند.این افت انرژی در ایستگاههای تقویت فشار گاز توسط کمپرسورها جبران می شود.  افزایش فشار گاز در کمپر سور اثر ناخواسته افزایش دما را خواهد داشت.ممکن است جهت جلوگیری از آسیب رسیدن به خطوط لوله در ایستگاههای تقویت فشار گاز خنک کننده گاز نصب شود.همچنین نصب خنک کننده به علت بالاتر بردن بازده کلی فرایند تقویت فشار منطقی به نظر می رسد
2-1-3.معادلات پایه………………………………………………………………………………………… 33
3-1-3.مدل جریان یکنواخت دما متغییر…………………………………………………………………… 34
4-1-3.مدل جریان گذرا دما متغییر……………………………………………………………………….. 38

با توجه به خطوط انتقالگاز دو نوع فراوان جریان متصور است.
1)جریان بدون انتقال حرارت با سطح خاک،آدیاباتیک و در شرایط خاص،آیزنتروپیک.
2)جریان با انتقال حرارت با سطح خاک،که خاک یک منبع نامتناهی حرارتی با درجه حرارتTO
می باشد.در این پروفیل درجه حرارت تابعی از مسافت می باشد.این حالت نیز با استفاده از معادلات پیوستگی،اندازه حرکت،حالت وانرژی قابل بررسی می باشد دو شرط متناقض بر معادلات تحمیل می شود.اول اینکه باید کلیه شرایط با دقت در نظر گرفته شوند،دیگری اینکه باید معادلات به حدی ساده شوند که بصورت منطقی قابل حل باشند.ساده سازی معادلات با صرفنظر از بعضی آیتم های معادلات پایه بدست میآید
1-4-1-3.ساده سازی معادله انرژی……………………………………………………………………… 39
2-4-1-3.مدلسازی جریان گذرا دما متغییر………………………………………………………………. 40
2-3.نتایج تجربی گرمایش یک سیال تراکم پذیر………………………………………………………….. 45
نتیجه گیری 47 منابع و مĤخذ…………………………………………………………………………….. 48

خواص سکون در فرایندهای برگشت پذیر وبرگشت ناپذیر

خواص سکون در فرایندهای برگشت پذیر وبرگشت ناپذیر

فهرست نمودارها

عنوان صفحه 1-1.خواص سکون در فرایند های برگشت پذیر و بر گشت ناپذیر………………………… 9
2- 1.نمودار خط رایلی برای فرایند تغییر سادهTO ا…………………………………………………………11
3- 1)جهت تغییرات خواص یک سیال تراکم پذیر نسبت به عدد ماخ…………………………………….. 15
1- 3.تغییرات درجه حرارت در حالتهای دما ثابت ومتغییر…………………………………………………. 36
2- 3.تغییرات فشار در حالتهای دما ثابت ومتغییر…………………………………………………………. 37
3- 3.توان مصرفی کمپرسور…………………………………………………………………………………. 39
4- 3.نوسانات دبی حجمی خط لوله گاز جریان گذرا ………………………………………………………42
5- 3.نوسانات فشار در انتهای خط لوله……………………………………………………………………. 42
6- 3.نوسانات درجه حرارت در انتهای خط لوله……………………………………………………………. 43
7- 3.نسبت افزایش فشار در حالتهای مختلف…………………………………………………………….. 44
8- 3.توان مصرفی آیزنتروپیک کمپرسور……………………………………………………………………… 44
9- 3.افت فشار هوا در حالت گرمایش لوله نسبت به حالت بدون گرمایش در صورتیکه درجه حرارت دیواره ثابت باشد…….45
10- 3.افت فشار هوا در حالت گرمایش لوله نسبت به حالت بدون گرمایش در صورتیکه شار حرارتی ثابت باشد……46

فهرست شکل ها

عنوان صفحه 1-1.شکل سطح کنترل فرایند تغییرساده TO ا…………………………………………………..12
1-2.شکل سطح کنترل برای جریان گاز عبوری………………………………………………………………….. 23
1- 5.شکل خط لوله انتقال گاز به غرب اروپا……………………………………………………………………… 35
2- 5.شکل خط لوله انتقال گاز بین دو ایستگاه تقویت فشار گاز………………………………………………. 41

 

Abstract
The natural gas flow in pipe lines is one dimensional flow. Momentum, continuation and state equations are basic relations to analyzing the natural gas flow. The velocity of natural gas in pipe lines is low, so we can use the incompressible fluid mechanics relations for natural gas flow. Regarding to small variations of natural gas temperature in pipe lines, the specific heats are
constant. The temperature difference between natural gas and ambient air temperature leads to heat transfer and variation of temperature and density. These variations also can increase or decrease the pressure of natural gas. With dispense of friction, variations of natural gas pressure are different in heating or cooling. By considering the influence of ambient air temperature on pressure of natural gas pipelines, we can decrease the pressure drop of natural gas



 

مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

 فایل word

قیمت35000تومان