نام پژوهشگر: هادی سیدباقری
هادی سیدباقری بهروز میرزایی
وقتی نفت خام از مخازن با دما و فشار بالا وارد ستون انتقال نفت می¬شود، در اثر افت فشار آسفالتین رسوب کرده و درنهایت در سطح داخلی لوله¬ ته¬نشین می¬شود. ازآنجاکه ته¬نشینی آسفالتین مشکلات فراوانی در صنعت نفت ازجمله کاهش نرخ تولید و افزایش هزینه¬ی تولید را به همراه دارد، نیاز است تا فرآیند ته¬نشینی آسفالتین مورد بررسی قرار گیرد. در این پایان¬نامه، فرآیند ته¬نشینی آسفالتین در ستون انتقال نفت ابتدا با استفاده از روش اولرین مدل¬سازی ریاضی شد. در این روش ذرات آسفالتین با اندازه¬ی nm1 تا µm100 در نظر گرفته شدند. با توجه به اندازه ی ذرات، محاسبات نشان داد¬ند که ذرات با اندازه¬ی کوچک با مکانیزم نفوذ مولکولی و ذرات با اندازه¬ی بزرگ با مکانیزم نفوذ درهم و توربوفورز (turbophoresis) ته¬نشین (deposition) می¬شوند. همچنین تأثیر سرعت نفت خام و زبری سطح بر فرآیند ته¬نشینی آسفالتین بررسی شد که نتایج نشان داد که افزایش سرعت سیال، باعث افزایش سرعت ته¬نشینی ذرات می¬شود و افزایش زبری سطح سرعت ته¬نشینی را در اندازه¬های کوچک ذرات آسفالتین افزایش می¬دهد. در ادامه جریان نفت خام همراه با ¬ته¬نشینی آسفالتین به روش اولرین-لاگرانژین با استفاده از ابزار دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) شبیه سازی شد. با توجه به اینکه جریان نفت خام در داخل ستون انتقال نفت آشفته¬ می¬باشد، در این شبیه سازی از دو مدل، k-ɛ و k-ω جهت شبیه¬سازی جریان آشفته استفاده گردید. با نظر به اینکه ته¬نشینی آسفالتین در ناحیه¬ی توسعه یافته ی جریان رخ می¬دهد، جریان نفت خام از ابتدا توسعه یافته شبیه سازی شد. به دلیل نبود داده¬های آزمایشگاهی برای آسفالتین، به¬منظور اعتبار سنجی، نتایج مدل¬سازی و شبیه¬سازی با داده¬های آیروسل مقایسه گردید. نتایج نشان دادند که این دو مدل قادر به پیش¬بینی رفتار ذرات با اندازه¬ی کوچک (کمتر از µm50) نیستند ولی با دقت خوبی رفتار ذرات بزرگ را پیش¬بینی می¬کنند. این مساله به ضعف دو مدل مذکور در شبیه¬سازی جریان نزدیک دیواره مربوط می¬شود.