هیدرولیک لوله‌ دو فازی و اندازه‌گذاری لوله‌ها

توضیحات دوره

این دوره خاص با عنوان «هیدرولیک لوله‌ دو فازی و اندازه‌گذاری لوله‌ها» در زیر مجموعه تخصصی با عنوان «طراحی سیستم‌های لوله‌کشی صنعتی» عمدتاً به پیش‌بینی افت فشار استاتیک کل دو فازی در یک سیستم لوله‌کشی مشخص می‌پردازد، زمانی که همزمان گاز و مایع از آن عبور می‌کنند. افت فشارها شامل ضرایب انتقال حرارت به سیستم‌های جریان دو فازی وابسته هستند، زیرا الگوهای دو فازی و ساختار داخلی محلی برای سیستم‌های جریان مختلف متفاوت است. بنابراین، شکل‌گیری انواع مختلف سیستم‌های جریان دو فازی در لوله‌های افقی و عمودی باید برای طراح شناخته شده باشد. در عین حال، تأثیر زانویی بر شکل‌گیری سیستم‌های جریان دو فازی در لوله‌های بالادست و پایین‌دست نیز باید شناخته شود. وجود زانویی در سیستم‌های لوله‌کشی یک کارخانه اجتناب‌ناپذیر است و وجود آن، شکل‌گیری برخی از سیستم‌های جریان دو فازی که معمولاً در لوله‌های افقی و عمودی مستقل برای نرخ‌های جریان مشخص از گاز و مایع و قطر لوله وجود دارد را محدود می‌کند.

جالب است که زانویی اجازه شکل‌گیری سیستم‌های جریان اسلاگ را در هر دو مسیر لوله افقی و عمودی یک سیستم لوله‌کشی می‌دهد. این موضوع برای طراح استرس‌زا است، زیرا سیستم‌ جریان اسلاگ به سیستم لوله‌کشی آسیب می‌زند و در برخی موارد، سیستم‌ جریان اسلاگ علت اصلی شکست سیستم لوله‌کشی است. بنابراین، طراح باید در طراحی سیستم‌های لوله‌کشی دو فازی احتیاط کرده و از شکل‌گیری سیستم‌ جریان اسلاگ در حین طراحی سیستم لوله‌کش دو فاز با هر هزینه‌ای جلوگیری کند.

با توجه به شدت تأثیر جریان دو فازی بر یکپارچگی سیستم لوله‌کشی، این دوره بر شکل‌گیری سیستم‌های جریان دو فازی در لوله‌های افقی و عمودی و شناسایی آنها بر اساس نرخ‌های جریان گاز و مایع با استفاده از نقشه‌های الگوی جریان دو فازی متمرکز است.

سپس، دوره بر تأثیر زانویی‌ها بر شکل‌گیری سیستم‌های جریان دو فازی در هر دو لوله بالادست و پایین‌دست تمرکز دارد، زیرا سیستم‌های لوله‌کشی از اتصال مسیرهای لوله مستقیم با استفاده از زانویی‌ها ساخته می‌شوند. از این بحث، یادگیرنده درک خوبی از شکل‌گیری یک نوع خاص از سیستم‌های جریان دو فازی، زمان آن و دلیل وقوع آن به دست می‌آورد. سپس، اصطلاحات دو فازی پوشش داده می‌شوند زیرا این اصطلاحات به طور مکرر در طراحی سیستم‌های لوله‌کشی دو فازی استفاده می‌شوند. رابطه بین این اصطلاحات در طراحی نیز به همین اندازه مهم است و لذا در این دوره پوشش داده می‌شود. این اصطلاحات و روابط آنها به یادگیرنده کمک می‌کند تا مدل‌های مختلف دو فازی را درک، تحلیل و برای طراحی سیستم‌های لوله‌کشی دو فازی به کار ببرید.

معین‌سازی‌های خاص برای مواجهه با جریان دو فازی گاز و مایع از طریق لوله باید انجام گیرد. جریان تک فاز به خوبی تثبیت شده است، اما جریان دو فازی اینگونه نیست. برای بهره بردن از همبستگی‌های تک فاز پیشنهاد شده توسط محققان، مدل‌های دو فازی با فرض این‌که فقط مایع از طریق لوله با میزان جریان مخلوط دو فازی عبور می‌کند، توسعه یافته‌اند.

این فرض موجب ایجاد خطا می‌شود، زیرا با واقعیت سازگار نیست. بنابراین، در حین توسعه مدل‌ها، اصطلاحی به نام ضریب دو فازی معرفی می‌شود و به عنوان یک عامل ضرب در افت فشار تک فازی برای پیش‌بینی افت فشار اصطکاکی دو فازی در محدوده قابل قبول به کار می‌رود. مدل‌های توسعه‌یافته به طور عادی به عنوان مدل تعادل همگن، مدل جریان جدا شده و مدل رانش شار استفاده می‌شود و این دوره بر این مدل‌ها تمرکز دارد. چندین ضریب دو فازی، متدها، تکنیک‌ها و همبستگی‌های تخلخل به طور مفصل در این دوره پوشش داده می‌شود. در نهایت، در این دوره مشکلات عملی دو فازی در نظر گرفته می‌شوند تا پیش‌بینی افت فشار استاتیک کل که مجموع افت فشارهای اصطکاکی، شتابی و گرانشی دو فازی با استفاده از مدل‌ها، متدها، تکنیک‌ها، ضرایب دو فازی و همبستگی‌های تخلخل شناخته‌ شده دو فازی است را نشان دهند و اینکه چگونه به‌دقت پیش‌بینی می‌شوند تا یادگیرنده در حین طراحی سیستم‌های لوله‌کشی دو فاز شامل سیستم‌های لوله‌کشی تک مسیر و چند مسیر که به عنوان شبکه‌های لوله‌کشی شناخته می‌شوند، دچار مشکل نشود.