بهینه سازی زاویه ی پره های ساکن جداکننده فراصوت به روش CFD

جداسازی آب و هیدروکربورهای سنگین از گازهای استحصالی از منابع گازی و چاه های نفت می تواند علاوه بر کاهش هزینه های عملیاتی ، باعث ایجاد ارزش افزوده بالاترگردد. امروزه تکنولوژی فراصوت به عنوان یکی از روش های تنظیم نقطه شبنم گازها پیشنهاد می شود. جداکننده های فراصوت علاوه بر جداسازی آب و هیدروکربن های سنگین ، می تواند با کاهش شدید دما ، حدود 90 % بخار آب درون گاز را نیز جدا کند. عملکرد جداکننده فراصوت وابسته به تامین بیشینه چرخش در ورودی و بالاترین شتاب ممکن در طول لاوال نازل است. حداکثر چرخش در ورودی جداکننده توسط پره های ساکن موجود در محفظه ی پلنوم تامین می شود . برای بیشینه کردن چرخش می بایست پارامترهای سرعت در ورودی و در نتیجه زاویه ی پره های ساکن جداکننده فراصوت را آنقدر تغییر داد تا بهینه ترین حالت ممکن حاصل شود. در این بررسی با استفاده از روش CFD و انتخاب شرط مرزی شدت جریان ورودی و تغییر مولفه های برداری سرعت در ورودی ، بیشینه شتاب و اعداد چرخش محاسبه شده اند. برای توصیف رفتار گاز متان خالص مسیله ، از معادله حالت گاز کامل استفاده شد. شبیه سازی و تحلیل نتایج نشان داد که با انتخاب زاویه ی 31 درجه در راستای محوری ، 5.7 درجه در راستای شعاعی و 35 درجه در راستای مماسی می توان به حداکثر شتاب 679 هزار برابر شتاب ثقل دست یافت که برای جداسازی آب و هیدروکربن های سنگین از یک جریان گازی ، شتاب قابل ملاحظه ای محسوب می شود.

کلیدواژه ها:

جداکننده فراصوت ، پره های ساکن ، چرخش ، شتاب ، بهینه سازی