تحلیل لرزه­ای مخازن گاز مایع

نیاز روزافزون دنیا به گازهای پروسسی حاصل از پالایش نفت و گاز باعث تولید بیشتر و در ادامه افزایش نیاز برای ذخیره و انتقال این محصولات شده است. روش مایع سازی این گازها، سال هاست که به عنوان یکی از بهترین گونه های انتخاب شده جهت ذخیره و انتقال این محصولات با ارزش شناخته شده است. یکی از بهترین و پیچیده ترین این تانک های ذخیره در دمای بسیار پایین، تانک کاملاً محفوظ شده (FCT) می باشد. طراحی این مخزن پارامترهای مختلف بارگذاری شامل فشار هیدرواستاتیک، تغییر دما، باد و زلزله و... را شامل می ­شود. دو پارامتر تحلیل لرزه ای و تحلیل دمایی از مهمترین و پیچیده ترین تحلیل این مخازن به همراه فشار هیدرو استاتیک می باشد. لذا در این تحقیق با ارایه بارگذاری های ویژه و بیان فرمول های مربوط به تحلیل لرزه ای و تحلیل دمایی، این مسئله بیشتر مورد بررسی قرار گرفت. سپس با طرح یک نمونه تانک واقعی در حال کار در پروژه های فاز جنوبی و ارایه دو مدل جداگانه به کمک نرم افزار ANSYS برای تحلیل های دمایی و لرزه­ای، نتایج حاصل مورد بررسی قرار گرفت. در تحلیل لرزه­ای از المان­ های Solid185، Shell181 و Fluid80 در مدل سازی استفاده شده و شرایط مرزی به گونه ای است که تمام لایه­ های سازه­ای مخزن به طور کامل به هم قید شده و سیال در تماس با دیوار مخزن در جهت شعاعی و کف مخزن در جهت قائم کوپل شده است و سیال از دیواره و کف مخزن جدا نمی­ شود. در تحلیل ترکیبی حرارتی- سازه­ای از المان Solid70 و Shell131 برای به دست آوردن دما در نقاط مختلف دیواره و از Solid185 و Shell181 برای تحلیل ثانویه سازه­ای ناشی از تحلیل حرارتی استفاده شده است. نمودارهای تنش و جا به ­جایی در گره­ های مختلف مخزن ذخیره گاز مایع نشان داد که جا به ­جایی اولیه حاصل از تحلیل حرارتی و تحلیل استاتیکی بایستی مد نظر قرار گیرد. کانتور حداکثر تنش در این مخزن بیانگر این مطلب است که حداکثر تنش ناشی از تحلیل ترکیبی حرارتی­-­لرزه­ای در دیوار فولادی و در ناحیه یک سوم از کف مخزن به وقوع می­ پیوندد.


 توضیحات بیشتر


آنچه در این کد خواهید آموخت

1 – المان های Shell 181 برای دیواره فولادی، Solid185 برای دیوار بتنی و Fluid80 برای سیال با توجه به نتایج مناسب گرفته شده، انتخاب مناسبی برای مدلسازی مخازن گاز مایع و تحلیل آن ها در نرم افزار ANSYS می باشد.

2 – تحلیل المان محدود دو تانک فلزی و بتنی به طور همزمان که جز اولین مدلسازی­ها در این تحقیق می باشد استحکام بالاتر و زیادتر شدن فرکانسهای طبیعی اول مخزن را نشان می دهد. کاهش خواص فلز در دماهای پایین تأثیر بسیاری در میزان تنش و جا به جایی می گذارد.

3 – تنش­ها و کرنش­های ناشی از تحلیل حرارتی قابل چشم پوشی نبوده و باید در محاسبات طراحی مخازن گاز مایع مورد توجه قرار گیرند. به خصوص مخازن ذخیره گاز طبیعی مایع، آمونیاک و نیتروژن مایع به علت دمای نگهداری این محصولات بین 160- تا 190- درجه سانتی­گراد این مسئله از اهمیت بیشتری برخوردار می­شود.

4 – حداکثر تنش و کرنش ناشی از بار لرزه­ای بر روی مخازن گاز مایع، بر روی جداره فلزی و در ارتفاع یک سوم از کف مشاهده می شود که لازم است در بحث طراحی این مخازن مورد توجه بیشتری قرار گیرد.

5 – رفتار نقطه فوقانی سیال تحت زلزله به نوعی نشان­دهنده حرکت موج است که مقادیر حداکثر آن در هر سه زلزله مورد بررسی از Freeboard در نظر گرفته شده کمتر بود.

6 – مقادیر برش پایه محاسبه شده از نرم افزار با آیین نامه های API650  و ACI350 مورد مقایسه قرار گرفته و نتایج تحلیل نشان می دهد که مقادیر برش پایه به آیین نامه ACI  که مخزن بتنی را شامل می شود نزدیک تر می باشد. این بدان علت است که ماده غالب در ساخت مخزن، بتنی بوده و در رفتار سازه در برابر زلزله با آیین نامه بتنی ACI تشابه بیشتری دارد. همچنین آیین-نامه ها مقادیر محافظه کارانه جهت تعیین برش پایه ارائه نمودند. به همین دلیل مقادیر برش پایه نرم افزار کمتر از آیین نامه ACI تخمین زده شده است.

7 – با افزایش ضریب انعطاف­پذیری، سهم تونل از تنش­های ناشی از انفجار کاهش می­یابد.

8 – نیروی محوری و لنگر خمشی وارد بر تونل در خاک اشباع بیشترین مقدار را دارد و با کاهش درجه اشباع، سهم تونل از این نیروها رو به کاهش می­رود. 

9 – تغییر مکان تونل در حالت خاک اشباع بیشترین مقدار را دارد. با کاهش درجه اشباع و متناسب با آن، افزایش فشار مکش، سختی خاک بیشتر شده و نهایتا تغییر شکل­های تونل در اثر انفجار کاهش می یابد.

10 – در بسیاری از حالات می­توان با در نظر گرفتن حالت بحرانی، یعنی با فرض اشباع کامل بودن خاک، با ضریب اطمینان مناسب مسائل را حل کرد.

11- با افزایش ضخامت لایه خاک غیراشباع، تغییرمکان تاج تونل تحت تاثیر قرار می­گیرد به گونه­ای که مدول الاستیسیته خاک با مرطوب شدن بخش بیشتری از خاک کاهش یافته، لذا مقاومت خاک در برابر انفجار وارده کاهش پیدا می­کند. این امر سبب بروز تغییرمکان­های بزرگتری در تونل می­گردد. به طوری که با افزایش 5 متری ضخامت خاک غیراشباع، حدود 10 الی 15 درصد افزایش در تغییرمکان تاج تونل مشاهده گردید.


پیشنهادها

1- در این پژوهش، اثر انفجار بر تونل در مدل دو بعدی مورد بررسی قرار گرفته است، پیشنهاد می­شود با به کارگیری نرم افزارهای سه بعدی اجزا محدود نتایج بررسی شده و با مدل دو بعدی مقایسه صورت گیرد.

2- مدل­های رفتاری خاک­های غیراشباع پیشرفت چشم­گیری داشته­اند. می­توان با به کارگیری مدل­های رفتاری هم چون مدل رفتاری بارسلونا، مدل هیپو پلاستیک غیر اشباع و ... رفتار دقیق­تری از خاک غیر اشباع پیش بینی کرده و تونل تحت اثر انفجار مورد ارزیابی قرار گیرد.

3- استفاده از مدلسازی­های فیزیکی کوچک مقیاس توسط سانتریفیوژ می­تواند در بررسی پدیده انفجار در خاک­های خشک، اشباع و غیراشباع مورد استفاده قرار گرفته و نتایج دقیق­تر و واقع بینانه­تری را ارائه کند.

4- در مدلسازی صورت گرفته در این پژوهش اثر انفجار سطحی مورد بررسی قرار گرفته است. در بسیاری از مواقع، در حملات هوایی از موشک­هایی استفاده می­شود که موشک بعد از نفوذ در عمقی از خاک منفجر شده و موج ضربه­ای شدیدی ایجاد می­نمایند. 


نظر بدهید

توجه: HTML ترجمه نمی شود!
    بد           خوب

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam iaculis egestas laoreet. Etiam faucibus massa sed risus lacinia in vulputate dolor imperdiet. Curabitur pharetra, purus a commodo dignissim, sapien nulla tempus nisi, et varius nulla urna at arcu.Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam iaculis egestas laoreet. Etiam faucibus massa sed risus lacinia in vulputate dolor imperdiet. Curabitur pharetra, purus a commodo dignissim, sapien nulla tempus nisi, et varius nulla urna at arcuLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam iaculis egestas laoreet. Etiam faucibus massa sed risus lacinia in vulputate dolor imperdiet. Curabitur pharetra, purus a commodo dignissim, sapien nulla tempus nisi, et varius nulla urna at arcu. 

تحلیل لرزه­ای مخازن گاز مایع

  • تولید کننده: مارکت کد
  • شناسنامه: MC1-1129
  • موجودی: در انبار
  • زبان برنامه نویسی: ANSYS
  • برنامه نویس: سید حسین سنبلستان
  • سریال برنامه: MC1-1129
  • فایل معرفی محصول: لینک
  • 90,000تومان

برچسب ها: تانک ذخیره گاز مایع, تحلیل ترکیبی لرزه ای و حرارتی, روش المان محدود