تحليل جريان هوا از كمپرسور تا راكتورهاي اكسيداسيون واحد CTA پتروشيمي شهيد تندگويان با استفاده از شبيه سازي CFD

در این مطالعه با استفاده ازشبیه سازیCFD، هیدرودینامیك جریان هوا در خطوط انتقال هوا از كمپرسور تا راكتورهای اكسیداسیونA وB واحد CTA پتروشیمی شهیدتندگویان تحلیل شده است. شبیه سازی ها به صورت سه بعدی، با استفاده از مدل های اغتشاش k- و S-A در شرایط ناپایا انجام شد. نوع مش بندی انتخاب شده به منظور ایجاد شبكه محاسباتی در نرم افزار از نوع مش چهار وجهی می باشد. در این شبیه سازی فرض عدم تراكم پذیری جریان هوا در مسیر انتقال هوا اعمال شد، كه با توجه به مقدار عدد ماخ متوسط جریان قابل قبول می باشد. با توجه به طراحی یكسان دو راكتور A و B، نتایج شبیه سازی حاكی از آن است كه دبی كل جریان ورودی به راكتورA بیشتر از دبی كل جریان ورودی به راكتور Bاست كه علت این مسئله وجود افت فشار اصطكاك بیشتر ناشی از خطوط، تبدیلات و تجهیزات در خط جریان در مسیر منتهی به راكتور B می باشد، كه میتواند بر عملكرد این راكتور تاثیر گذار باشد. از آنجائیكه هوا از طریق چهار اسپارجر متقارن به داخل راكتورها وارد میشود، نتایج نشان میدهد مقدار دبی جرمی خروجی یكی از اسپارجرهای مربوط به راكتور A كمتر از مقادیر جریان خروجی از سایر اسپارجرهای این راكتور می باشد، كه این مسئله به علت آرایش خاص مسیر جریان در این اسپارجر است كه منجر به افزایش افت فشار اصطكاكی و در نتیجه كاهش دبی جرمی جریان در خروجی این اسپارجر می شود. جهت اطمینان بیشتر از نتایج شبیه سازی، شبیه سازی جریان گاز توسط نرم افزار Pipe Flow تكرار گردید. نتایج حاصل از شبیه سازیPipe Flow نیز رفتار مشابه نتایج شبیه سازی CFD را نشان داد. این مطالعه توانمندی شبیه سازیهای CFD برای تحلیل مقیاسهای بزرگ در صنعت را به خوبی نشان می دهد

In this work, air flow hydrodynamic in gas pipelines from air compressor to CTA unit oxidation reactors (A and B) of Tondgooyan petrochemical has been analyzed, numerically. In this study, three dimensional simulations have been performed in unsteady state condition. Moreover, the standard k–ε and S-A model are implemented as turbulence models. Tetrahedral elements have been used for meshing the geometry and a good quality of mesh have been ensured throughout the computational domain. In these simulations, the equations are solved with incompressibility assumption by using Mach number criteria for incompressible flows. Although reactor A and reactor B have similar design, but simulation results show that total volumetric flow of air to reactor A is greater than reactor B. This divergence is related to little difference in two reactor pipe lines design. Since air enter to each reactor by four symmetric spargers, results show that mass flow rate of one sparger in reactor A is less than the others. This owing to this sparger layout in reactor A that causes high pressure loss and so less mass flow rate. The CFD simulations have been compared with Pipe Flow Expert software simulation results. The results show very good agreement between the CFD and the Pipe Flow Expert prediction. This contribution shows ability of CFD simulation in solution of problems in large scale.