امروزه کوره‌های کراکینگ به طور گسترده­‌ای در صنایع پتروشیمی مورد استفاده قرار می­‌گیرند. هدف از استفاده از این نوع کوره­‌ها به دست آوردن گرمای لازم برای انجام فرآیند پیرولیز می‌­باشد. بنابراین کوره باید بتواند این حرارت مورد نیاز را تامین نماید. تا قبل از دهه ­ 1960 میلادی کوره­‌های کراکینگ از یک محفظه که در داخل آن لوله­‌های افقی کراکینگ قرار داشت تشکیل می­‌شدند اما به مرور زمان و با پیشرفت تکنولوژی پیشرف­ت‌های شایانی در این نوع کوره­‌ها روی داده به طوری که ظرفیت این کوره‌ها به طرز چشم­گیری افزایش پیدا کرده است. امروزه فناوری و لیسانس این صنایع به صورت انحصاری در دست برخی از شرکت­ها و موسسات تحقیقاتی دنیا می‌­باشد. با توجه به وابستگی بالای پتروشیمی ایران به فناوری و لیسانس خارجی، لزوم و اهمیت مطالعه و تحقیق و شبیه­‌سازی بخش ­های مهم و حیاتی در این صنایع دو چندان می­‌شود.

هدف از این تحقیق، مطالعه و شبیه­‌سازی عددی این نوع کوره­‌ها (با ابعاد و اندازه­‌ها و همچنین شرایط کارکرد واقعی) می­‌باشد. به این منظور هندسه­ مربوط به کوره در نرم‌افزار گمبیت (Gambit)  تولید شده و سپس به صورت سه بعدی شبکه‌­بندی می ­شود. سپس هندسه و شبکه ­ تولید شده به نرم­ افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) وارد می ­شود و با کمک دینامیک محاسباتی سیالات (CFD) مساله مورد حل و بررسی قرار می­‌گیرد. شایان ذکر است که هندسه­ کوره از دو قسمت موسوم به بخش تشعشعی و بخش جابجایی تشکیل شده است که با توجه به پیچیدگی هندسه و وقوع واکنش شیمیایی در آن تعداد کل سلول­‌های دامنه 2 میلیون و600 هزار در نظر گرفته شده است. جریان سیال آشفته و پایا می­‌باشد. همچنین، لازم است که یک برنامه ­ی کامپیوتری برای به دست آوردن نسبت مولی ترکیبات گاز استفاده شده جهت احتراق در مشعل­‌ها و در نسبت هم ­ارزی­‌های مختلف نوشته شود که این کار با استفاده از نرم افزار  MATLAB ( متلب) صورت می­‌پذیرد. برای اعمال توزیع دمایی به کویل‌­های درون کوره از تابع تعریفی کاربر(User Defined Function) که کدی به زبان C می ­باشد استفاده شده است. در بحث مطالعه ­ی تحقیق به بررسی پدیده­‌هایی از جمله سوخت و احتراق، آلاینده‌­ها، انواع کوره­‌ها و کویل‌ها، مکانیزم انتقال حرارت در کوره‌­ها و ... پرداخته می‌شود. یکی از مشکلات موجود در کوره‌ها تشکیل نقاط داغ در دیواره لوله‌­ها می­‌باشد که باعث سوراخ شدن لوله و نشتی سیال به بیرون می­‌شود. در این تحقیق همچنین به بررسی میدان دمایی در کوره با استفاده از نرم افزار FLUENT ( فلوینت ) می‌پردازیم. همچنین با توجه به اهمیت بحث تولید آلاینده­‌های گوناگون، امکان مطالعه­ ی این گونه آلاینده‌ها وجود دارد. علاوه بر موارد ذکر شده توزیع سرعت سیال در کوره مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق ابتدا با یک مورد استاندارد که در سال 2005 در کشور برزیل انجام شده مقایسه و اعتبارسنجی شده که انطباق بسیار خوبی بین نتایج دیده شده است. همچنین نتایج به دست آمده از شبیه­‌سازی عددی کوره، با نتایج تجربی موجود مقایسه و اعتبارسنجی شده است که در این مورد هم نتایج با هم انطباق بسیار خوبی دارند. نتایج نشان دادند که میدان دمایی به طرز ناچیزی تحت تاثیر تغییرات فشارعملکرد دو شهر عسلویه و فیروزآباد قرار می­ گیرند. اما میدان سرعت کوره در شرایط عملکرد فیروزآباد از مقادیر مربوط به عسلویه بیشتر است.

برای آشنایی با نرم افزار Fluent  می توانید با کلیک بر روی عنوان های زیر به مقاله های مورد نظر هدایت شوید. لازم به ذکر است که نرم افزار Fluent از پرکاربردترین نرم افزار های مهندسی در مقطع کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک می باشد که بسیاری از دانشجویان با استفاده از نرم افزار Fluent  به ارایه پایان نامه های کارشناسی ارشد, پروژه های صنعتی و علمی می پردازند.

- آشنایی با نرم افزار Fluent

- آموزش نصب نرم افزار Fluent