استفاده از روش آزمايشگاهي ، ديناميك سيالات محاسباتي و مدل هاي نيمه تجربي با هدف طراحي جداساز سه فازي

در این مقاله با بكارگیری روش های آزمایشگاهی، دینامیك سیالات محاسباتی (CFD ) و مدل های نیمه تجربی، ابعاد بهینه برای جداساز سه فازی مورد محاسبه قرار گرفت. ابتدا یك كد كامپیوتری به منظور تخمین آرایش های متفاوت محفظه جداساز بر مبنای خواص مواد بسط دادهایم و برای انتخاب ابعاد كافی برای جداساز سه فازی، مدل CFD جامع و كاملی طراحی گردید كه علاوه بر این، دو مدل چندفازی حجم سیال VOF و روش ذرات گسسته DPM با هدف شبیه سازی رفتار پپچیدهی سیالات در داخل جداساز سه فازی با مدل اغتشاش k- ε تركیب شدند. همچنین به منظور سنجش صحت روش مورد استفاده، طول و قطر بهینه ی محفظه ی جداساز با ابعاد جداساز متعلق به شركت ملی نفت ایران NIOC مقایسه شد و هیچ تفاوتی بین ابعاد مشاهده نگردید. در پایان با شبیه سازی این تغییرات در مدل بهینه طراحی شده به این نتیجه رسیدیم كه اثر تغییرات دبی ورودی گاز و آب بر میزان كارایی جداساز طراحی شده نسبتا پایین بوده ولی به طور كلی تاثیر تغییرات دبی گاز ورودی بر كاهش كارایی جداساز بیشتر از تغییرات دبی آب ورودی می باشد. بنابراین اثر میزان دبی ورودی گاز از حساسیت بیشتری برخوردار بوده و باید تحت كنترل قرار گیرد. در كل، شرایط قابل قبول حاصل از خروجی ها به طور واضح بیانگر این بود كه روش دینامیك سیالات محاسباتی ( CFD ) به طور بسیار موثری میزان كارایی جداساز سه فازی را پیش بینی می نماید.

This study presented a novel approach for deciding how large to build a three phase separator. A user-friendly computer code was developed to estimate the different vessel configuration based on one of the Iranian south oil field material properties. We then exercised a comprehensive Computational Fluid Dynamic (CFD) method for analyzing the three phase separation phenomenon. The numerical results in term of the separation efficiency and secondary phase particles behavior were exploited to opt for the optimum configuration. The slightly difference between the length of this vessel and the existing separator belonging to National Iranian Oil Company (NIOC) was recorded. These outcomes gave confidence in the use of CFD in conjunction with the semi-empirical design method for computing the dimensions of horizontal separator.