تجزیه و تحلیل عددی پارامترهای بدون بعد موثر بر نشتی گاز از لوله های طویل

در پژوهش حاضر مدل سازی نشتی خط لوله گاز و عوامل موثر بر دبی نشتی و زمان تخلیه پس از وقوع حادثه به منظور برآورد میزان انرژی هدر رفته و تعمیر و اصلاح خط مورد بررسی قرار گرفته است. به دلیل کاربردی بودن پروژه و نیاز به مدت زمان اجرای کوتاه برنامه از مدل سازی شبه یک بعدی جهت بدست آوردن معادلات حاکم استفاده می شود. معادلات اویلر پس از اصلاح و اعمال نیروی اصطکاک در معادلات مومنتوم و انرژی و مدلسازی نشتی جزئی بصورت جمله چشمه در معادلات حاکم، توسط روش تفاضل محدود مک کورمک جهت انفصال معادلات دیفرانسیل جزئی و حل آنها استفاده می شود. جهت اعتبار سنجی نتایج حاصل از برنامه، در حالت پایا با نتایج حل تحلیلی جریان فانو و حل تحلیلی یوها مقایسه شدند؛ همچنین به دلیل گذرا بودن نتایج زمان تخلیه به بررسی صحت معادله پیوستگی جرم و مقایسه با نتایج میدانی و آزمایشگاهی پرداخته شده است. مدل سازی فیزیکی به دو بخش مدل سوراخ و لوله تقسیم می شود. اگر نسبت قطر نشتی به قطر لوله کمتر از 15 درصد باشد از مدل سوراخ استفاده شده و اگر قطر نسبی نشتی از 30 درصد افزایش یابد از تحلیل جریان پایین دست لوله صرف نظر شده و از مدل لوله استفاده می شود. با بی بعد سازی معادلات حاکم و بدست آوردن عوامل بدون بعد حاکم بر مسئله، نتایج بدست آمده قابل استفاده برای هر هندسه با شرایط مرزی متفاوت می باشد. نتایج به دو بخش دبی نشتی و زمان تخلیه تقسیم شده است و در پایان هر بخش پس از تحلیل نتایج به معرفی تابع برازش شده بر نتایج پرداخته شده است. با برازش داده ها توسط تابع نمایی می توان به زمان مشخصه تخلیه و دبی نشتی پس از بسته شدن شیرها دست یافت و بوسیله بی بعد سازی دوباره زمان تخلیه توسط زمان مشخصه تخلیه، منحنی یکتای تخلیه را برای مقادیر مختلف شکست بدست آورد. مقدار زمان مشخصه تابع یکتای تخلیه شامل افت فشار و دبی نشتی، یک می باشد.