پروژه مدلسازی ریاضی و همانند سازی فرآیند ته نشینی آسفالتین و ارزیابی پارامتر زبری نسبی بر میزان ته نشینی با استفاده از نرم افزار کامسول

نرم‌افزار کامسول مولتی‌ فیزیکس (به انگلیسی: COMSOL Multiphysics ) یک مجموعه کامل شبیه‌سازی است که می‌تواند معادلات دیفرانسیل سیستم‌های غیر خطی را توسط مشتق‌های جزئی به روش اجزاء محدود ( FEM ) در فضاهای یک، دو و سه بعدی حل نماید. نرم‌افزار کامسول ( COMSOL ) می‌تواند در حضور چالش‌هایی نظیر میدان‌های الکترومغناطیسی، کشش، دینامیک سیالات و دینامیک گاز به خوبی راهگشا باشد. همچنین، فرصتی برای حل مشکل به عنوان یک فرمول ریاضی (در فرم معادلات) و فیزیکی (انتخاب مدل فیزیکی، به عنوان مثال مدل فرایند انتشار) را به کاربر می‌دهد. بدیهی است در هر مورد سیستم معادلات حل خواهد شد، تفاوت فقط در امکان استفاده از سیستم‌های فیزیکی و جسمی و واحدها نهفته است. به اصطلاح حالت فیزیکی، می‌توان از معادلات پیش تعریف شده برای اکثر پدیده‌های انجام گرفته در علوم و فناوری استفاده کرد، مانند انواع روش‌های انتقال حرارت و برق، تئوری الاستیسیته، نفوذ مولکولی و انتقال جرم و انتشار، انتشار موج و جریان سیال.

استفاده از نرم‌افزار کامسول COMSOL Multiphysics می‌توان طراحی و شبیه‌سازی پروژه‌های مهندسی برق، مکانیک، علوم زمین، شیمی، فیزیک، نجوم و کوانتوم را انجام داد. همچنین  نرم‌افزار کامسول ( COMSOL ) امکان تعامل با نرم‌افزارهای مهندسی دیگر مانند کتیا و متلب ( MATLAB ) را دارد. نرم‌افزار کامسول ( COMSOL ) در سال ۱۹۸۶ توسط دانشجویان مؤسسه سلطنتی فناوری سوئد ایجاد شد و نیز نام قبلی این نرم‌افزار FEMLAB بوده است و از سال ۲۰۰۵ به COMSOL Multiphysics تغییر نام داده است.

وقتی نفت خام از مخازن با دما و فشار بالا وارد ستون انتقال نفت می شود، در اثر افت فشار آسفالتین رسوب‌ کرده و در نهایت در سطح داخلی لوله ته نشین می شود. ازآنجا که ته نشینی آسفالتین مشکلات فراوانی در صنعت نفت از جمله کاهش نرخ تولید و افزایش هزینه‌ی تولید را به همراه دارد، نیاز است تا فرآیند ته‌نشینی آسفالتین مورد بررسی قرار گیرد. در این پروژه، فرآیند ته‌نشینی آسفالتین در ستون انتقال نفت ابتدا با استفاده از روش اولرین مدل سازی ریاضی شد. در این روش ذرات آسفالتین با اندازه nm1 تا µm100 در نظر گرفته‌ شدند. تأثیر سرعت نفت خام و زبری سطح بر فرآیند ته نشینی آسفالتین بررسی شد که نتایج نشان داد افزایش زبری سطح سرعت ته‌نشینی را در اندازه‌های کوچک ذرات آسفالتین افزایش می‌دهد. در ادامه جریان نفت خام همراه با ته‌نشینی آسفالتین با استفاده از ابزار دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) در قالب سیستم سه بعدی بر مبنای روش المان محدود (با استفاده از نرم افزار کامسول ) شبیه‌سازی شد. با توجه به اینکه جریان نفت خام در داخل ستون انتقال نفت آشفته می‌باشد، در این شبیه‌سازی از k-ɛ جهت شبیه سازی جریان آشفته بصورت پایا و دوفازی استفاده گردید. نتایج نشان دادند که این مدل قادر به پیش‌بینی رفتار ذرات با اندازه کوچک (کمتر از µm50) نیستند ولی با دقت خوبی رفتار ذرات بزرگ را پیش بینی می‌کنند. این مساله به ضعف مدل مذکور در شبیه‌سازی جریان نزدیک دیواره مربوط می شود.


آنچه در این شبیه سازی خواهید آموخت:

1- نحوه بکارگیری معادلات ناویر - استوکس به روش المان محدود

2- نحوه مش‌بندی هندسه سه بعدی

3- نحوه ردیابی ذرات در داخل جریان نفت

4- مکانیزم‌های ته‌نشینی

5- نحوه اعمال شرط مرزی در جریانهای نفت خام به همراه ذرات در داخل لوله

6- نحوه اعمال شرط مرزی دیواره


نکات و الزامات:
1- نرم‌افزار کامسول ( COMSOL ) در نسخه 5 به بالای کامسول قابل اجرا است
2- آشنایی اولیه با CFD و مفاهیمی مانند deposition velocity
3- آشنایی با Finite element Methods
4- آشنایی با پارامترهای مثل relaxation time
مشخصات کلی
تعداد صفحات64
حوزه تخصصی رشته 1مبدل های حرارتی
حوزه تخصصی رشته 2غشا
تعداد صفحات محصول60-80
نمودارهای خروجیدارد
زبان برنامه نویسی
زبان برنامه نویسی اولCOMSOL

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. 

پروژه مدلسازی ریاضی و همانند سازی فرآیند ته نشینی آسفالتین و ارزیابی پارامتر زبری نسبی بر میزان ته نشینی با استفاده از نرم افزار کامسول

  • تولید کننده: هادی سیدباقری
  • شناسنامه: CN1-1051
  • موجودی: در انبار
  • تاریخ: 2017-05-16
  • زبان برنامه نویسی: COMSOL
  • سریال برنامه: CN1-1051
  • سفارش دهنده: مارکت کد
  • فایل معرفی محصول: لینک
  • 93,000تومان

برچسب ها: شبیه سازی, ستون انتقال نفت, آسفالتین, CFD, ته‌نشینی, COMSOL, کامسول, Finite element Methods, المان محدود, FEM, relaxation time, مکانیزم‌های ته‌نشینی, دوفازی