مقدمه

خطوط لوله انتقال گاز عموما،داراي طول زيادي هستند.و افت فشار و به حد اقل رساندن آن يكي مسائل مهم در طراحي خطوط انتقال گاز مي باشند.عموما خطوط گاز در ابتداي خط لوله داراي درجه حرارت يكساني با محيط نمي باشند، به خصوص در ايستگاههاي تقويت فشار گاز كه در كمپرسور دماي گاز بالا مي رود،لكن با انتقال گاز، دماي گاز به دماي محيط نزديك مي شود.بنابر اين انتقال حرارت وجود خواهد داشت و بايد اثر آن بر افت فشار جريان گاز مشخص شود.
افت فشار در خطوط انتقال يك عامل ناخواسته مي باشد وباعث پائين آ مدن بازدهي كلي انتقال گاز مي شود.يكي از روشهاي موجود جهت به حداقل رساندن افت فشار استفاده از خنك كننده جهت رساندن دماي گاز به دماي محيط در ايستگاههاي تقويت فشار گاز مي باشد.
در امكان سنجي اوليه احداث خطوط لوله گاز بايد با در نظر گرفتن اختلاف حرارت دماي محيط با جريان گاز و انتقال حرارت ناشي از آن اين عامل در طراحي به گونه اي در نظر گرفته شود كه در كاهش افت فشار نقش داشته باشد

فهرست مطالب

چكيده………………………………………………………………………………………….. 1

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

فصل اول:جريان گاز در خطوط لوله با گرمايش يا سرمايش

1- 1.ملاحظات مقدماتي………………………………………………………………………… 6

جريان تراكم پذير به جرياني اطلاق مي گردد كه درآن تغييرات جرم حجمي در جريان بوقوع مي پيوندد. اين تغييرات در بسياري موارد ناشي از تغيير فشار در خط لوله مي باشد .از آنجاييكه تغيير چگالي معمولا با تغيير دما و همچنين انتقال گرما همراه است به استفاده از ترموديناميك،به خصوص قانون دوم ترموديناميك نيازمند خواهيم بود.  جريان تراكم پذير به شاخه هاي معمولي كه سيالات تراكم ناپذير مورد استفاده قرار مي گيرند تقسيم
مي شودكه عبارتند از:
– جريان يك بعدي،دو بعدي و سه بعدي
– جريان پايا و نا پايا
– جريانهاي چرخشي وبي چرخشي
علاوه بر اين شاخه هاي مفيدآشنا براي جريان تراكم پذير رده بنده هايي اضافي زير نيز وجود دارد:

جريان تراكم پذير فروصوتي ،جريان ترا صوتي،جريان فرا صوتي و جريان فوق صوتي.
لكن در مورد سيالات تراكم پذير كه در آن سرعت حركت سيال تا سه دهم سرعت صوت باشدجريان را تراكم ناپذير در نظر مي گيريم.لذا در خطوط انتقال گاز به علت عدد ماخ بسيار پايين آن مي توان جريانگاز را تراكم ناپذير در نظرگرفت

2- 1.روابط ديناميكي براي جريان گاز توأم با انتقال حرارت………………………………….. 12
3- 1.حل عددي دماي محيط بر افت فشار خطوط انتقال گاز………………………………… 16
1-3-1.گرمايش……………………………………………………………………………………. 16
2-3-1.سرمايش…………………………………………………………………………………… 18

جدول ضرائب موثر در صورتيكه جرم مولكولي وگرماي ويژه متغيير باشند

جدول ضرائب موثر در صورتيكه جرم مولكولي وگرماي ويژه متغيير باشند

فصل دوم:جريان دائمي گاز در خطوط لوله توأم با انتقال حرارت وساير عوامل موجود

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

آناليز ارائه شده در فصل قبل صرفا” براي حالتي بودكه پارامتر مستقل درجه حرارت سكون قابل تغيير بود.لكن در خطوط لوله انتقال گاز علاوه بر انتقال حرارت ممكن است پديده هاي زير نيز حين انتقال گازتوام با انتقال حرارت رخ دهد:
– تغيير سطح مقطع خط لوله
– اصطكاك ديواره لوله
– خارج شدنگاز از خط لوله اصلي براي انتقال به مسير ديگر
– تزريقگاز به جريان اصلي
– كار انجام توسط جريان ياكار انجام شده روي جريان
لذا در اين فصل جريان گاز طبيعي در خطوط لوله توٲم با انتقال حرارت را با در نظر گرفتن ساير عوامل عملي ممكن مورد بررسي قرار مي دهيم.
فرضياتي كه در اين فصل داريم عبارتند از:
– جريانگاز يك بعدي و دائمي است
– تغييرات در خواص جريان پيوسته است
گاز را گاز كامل در نظر مي گيريم و گرماي ويژه آن فقط تابع درجه حرارت و تركيبات گاز مي باشد

2- 2.معادلات فيزيكي وتعاريف……………………………………………………………………….. 22
3- 2.معادلات كاربردي و جدول ضرائب موثر…………………………………………………………. 26
4- 2.جريان سيال تراكم پذير با جرم مولكولي و گرماي ويژه ثابت………………………………… 27
5- 2.تأثير پارامترهاي مستقل بر پارامترهاي وابسته ………………………………………………..30

با توجه به روابط ارائه شده در قسمتهاي فوق مي توان در هر شرايطي به تجزيه و تحليل جريان تراكم پذير پرداخت،لكن در اينجا جهت كلي تغييرات پارامترهاي وابسته را به ازاء تغيير در پارامترهاي مستقل بيان مي كنيم.لازم به ذكر است كه به علت اينكه جريان گاز در خطوط انتقال گاز ،مادون صوت مي باشد بنابر اين از بررسي جريان مافوق صوت صرفنظر ميكنيم. افزايش سطح مقطع موجبكاهش سرعت عدد ماخ مي شود.
– گرمايش موجب افزايش عدد ماخ مي شود.
– افزايش دبي جرمي با1>y موجب افزايش عدد ماخ مي شود.
– افزايش جرم مولكولي موجبكاهش عدد ماخ مي شود.
– افزايش k موجبكاهش عدد ماخ مي شود.
– تغيير سطح مقطع تاثيري در فشار سكون ندارد.
– افزايش درجه حرارت سكون ،همواره موجبكاهش فشار سكون مي شود.
– اصطكاك همواره موجبكاهش فشار سكون مي شود
6- 2.روش عمومي حل مسائل………………………………………………………………………… 31

خطي رايلي براي فرايند تغيير ساده

خطي رايلي براي فرايند تغيير ساده

فصل سوم:مقالات مرتبط

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

در مورد خطوط لوله انتقال گاز در حقيقت انتخاب جريان غير يكنواخت يك فرض مناسب مي باشد،زيرا شرايط محيطي دائما با گذر زمان تغيير مي كند لكن برخي تغييرات ممكن است بسيار كوچك باشند.در مدل كردن سيستم ،مي توان فرض هايي را در نظر گرفت كه بشود جريان را يكنواخت در نظرگرفت.در بسياري شرايط اين فرضيات منجر به نتايج مناسب مهندسي خواهند شد.به عبارت ديگر شرايط زيادي وجود دارند كه فرض جريان يكنواخت منجر به نتايج غير قابل قبول خواهد شد.
حين انتقال گاز طبيعي در خطوط لوله ،به علت اصطكاك بخشي از انرژي اوليه سيستم بصورت افت فشار كاهش پيدا مي كند.اين افت انرژي در ايستگاههاي تقويت فشار گاز توسط كمپرسورها جبران مي شود.  افزايش فشار گاز در كمپر سور اثر ناخواسته افزايش دما را خواهد داشت.ممكن است جهت جلوگيري از آسيب رسيدن به خطوط لوله در ايستگاههاي تقويت فشار گاز خنك كننده گاز نصب شود.همچنين نصب خنك كننده به علت بالاتر بردن بازده كلي فرايند تقويت فشار منطقي به نظر مي رسد
2-1-3.معادلات پايه………………………………………………………………………………………… 33
3-1-3.مدل جريان يكنواخت دما متغيير…………………………………………………………………… 34
4-1-3.مدل جريان گذرا دما متغيير……………………………………………………………………….. 38

با توجه به خطوط انتقالگاز دو نوع فراوان جريان متصور است.
1)جريان بدون انتقال حرارت با سطح خاك،آدياباتيك و در شرايط خاص،آيزنتروپيك.
2)جريان با انتقال حرارت با سطح خاك،كه خاك يك منبع نامتناهي حرارتي با درجه حرارتTO
مي باشد.در اين پروفيل درجه حرارت تابعي از مسافت مي باشد.اين حالت نيز با استفاده از معادلات پيوستگي،اندازه حركت،حالت وانرژي قابل بررسي مي باشد دو شرط متناقض بر معادلات تحميل مي شود.اول اينكه بايد كليه شرايط با دقت در نظر گرفته شوند،ديگري اينكه بايد معادلات به حدي ساده شوند كه بصورت منطقي قابل حل باشند.ساده سازي معادلات با صرفنظر از بعضي آيتم هاي معادلات پايه بدست ميآيد
1-4-1-3.ساده سازي معادله انرژي……………………………………………………………………… 39
2-4-1-3.مدلسازي جريان گذرا دما متغيير………………………………………………………………. 40
2-3.نتايج تجربي گرمايش يك سيال تراكم پذير………………………………………………………….. 45
نتيجه گيري 47 منابع و مĤخذ…………………………………………………………………………….. 48

خواص سكون در فرايندهاي برگشت پذير وبرگشت ناپذير

خواص سكون در فرايندهاي برگشت پذير وبرگشت ناپذير

فهرست نمودارها

عنوان صفحه 1-1.خواص سكون در فرايند هاي برگشت پذير و بر گشت ناپذير………………………… 9
2- 1.نمودار خط رايلي براي فرايند تغيير سادهTO ا…………………………………………………………11
3- 1)جهت تغييرات خواص يك سيال تراكم پذير نسبت به عدد ماخ…………………………………….. 15
1- 3.تغييرات درجه حرارت در حالتهاي دما ثابت ومتغيير…………………………………………………. 36
2- 3.تغييرات فشار در حالتهاي دما ثابت ومتغيير…………………………………………………………. 37
3- 3.توان مصرفي كمپرسور…………………………………………………………………………………. 39
4- 3.نوسانات دبي حجمي خط لوله گاز جريان گذرا ………………………………………………………42
5- 3.نوسانات فشار در انتهاي خط لوله……………………………………………………………………. 42
6- 3.نوسانات درجه حرارت در انتهاي خط لوله……………………………………………………………. 43
7- 3.نسبت افزايش فشار در حالتهاي مختلف…………………………………………………………….. 44
8- 3.توان مصرفي آيزنتروپيك كمپرسور……………………………………………………………………… 44
9- 3.افت فشار هوا در حالت گرمايش لوله نسبت به حالت بدون گرمايش در صورتيكه درجه حرارت ديواره ثابت باشد…….45
10- 3.افت فشار هوا در حالت گرمايش لوله نسبت به حالت بدون گرمايش در صورتيكه شار حرارتي ثابت باشد……46

فهرست شكل ها

عنوان صفحه 1-1.شكل سطح كنترل فرايند تغييرساده TO ا…………………………………………………..12
1-2.شكل سطح كنترل براي جريان گاز عبوري………………………………………………………………….. 23
1- 5.شكل خط لوله انتقال گاز به غرب اروپا……………………………………………………………………… 35
2- 5.شكل خط لوله انتقال گاز بين دو ايستگاه تقويت 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