روشهای جدید در محاسبه افت فشار در جریان سیالات دو فازی در خطوط انتقال نفت و گاز و انتخاب روش بهینه

استفاده از سوخت های هیدروکربوری به عنوان یک سوخت مناسب در صنایع مختلف نفت، گاز و پتروشیمی در طی دهه های اخیر به شدت گسترش یافته است. به منظور استفاده هرچه بهتر از این سوخت ها در صنایع مرتبط، لازم است نفت و گاز تولیدی از مخازن هیدروکربوری از طریق خط لوله به فواصل متنوعی منتقل شوند. از این رو مسئله طراحی خطوط لوله انتقال مناسب امری مهم در این زمینه است. به علت تغییر رفتار فازی مخلوط هیدروکربوری تک فازی در طی مسیر و همچنین عملی یا مقرون به صرفه نبودن نصب یک سیستم جداکننده در محل منابع هیدروکربوری، خط لوله باید مناسب برای انتقال جریان دو فازی طراحی شود. یکی از پارامترهای مهم در طراحی خطوط لوله انتقال جریان دو فازی، پیش بینی میزان افت فشار در خط لوله است. در این زمینه مدل های مختلفی برای پیش بینی افت فشار جریان دو فازی ارائه شده، اما این مدل ها به دلیل تجربی بودن برای یک محدوده عملباتی خاص کاربرد مفید دارند. در این پایان نامه ابتدا 10 مدل از پرکاربردترین مدل های پیش بینی افت فشار جریان دو فازی در خطوط لوله افقی انتخاب شدند و سپس برنامه کامپیوتری هر یک از این مدل ها توسط نرم افزار matlab نوشته شد. در مرحله بعد یک مجموعه از داده های تجربی شامل افت فشار 90 نقطه انتخاب شد که محدوده وسیعی از شرایط عملیاتی را در بر می گیرد. به کمک این مجموعه از داده های تجربی و برنامه های کامپیوتری نوشته شده افت فشار این 90 نقطه به واسطه هر یک از مدل ها محاسبه شد. برای معرفی مناسبترین مدل لازم است تا نتایج حاصل از این 10 مدل بررسی و مقایسه شوند. برای این منظور با سه روش مختلف به بررسی این مدل ها پرداخته شد، که این سه روش عبارتند از: بررسی به واسطه درصد خطای مطلق متوسط، بررسی به واسطه نمودار و بررسی به واسطه فاکتور کارایی نسبی. نهایتاً بامقایسه نتایج حاصل از این سه روش مشاهده می شود که تمامی آن ها نتایج تقریباً مشابهی ارائه می کنند. هر سه روش نشان دادند که سه مدل müller-steinhagen and heck ، friedel و sun-mishima قابل قبول ترین نتایج را ارائه داده اند و از بین این سه مدل، هر سه روش مدل müller-stienhagen and heck را به عنوان بهترین مدل معرفی کردند.