بررسي عددي نشت گاز طبيعي از خط لوله مدفون در خاك غيرايزوتروپيك

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

استفاده از گاز طبيعي، به¬عنوان يكي از پاكيزه¬ترين انرژي هاي متعارف مصرفي در جهان، رو به افزايش است. خطوط انتقال گاز يكي از مهم¬ترين شريان¬هاي حياتي در زندگي شهري و اخيرا روستايي محسوب مي¬شوند. استفاده از خطوط لوله مدفون، راهي ايمن براي انتقال گاز است. با اين¬حال به علل متعدد، امكان آسيب خط لوله و نشت گاز از آن وجود دارد. باتوجه به اينكه لوله-هاي گاز حاوي مواد اشتعال¬پذير هستند، نشت گاز و آتش¬سوزي¬هاي پس از آن مي¬تواند موجب تلفات جاني، خسارات مالي و زيان¬هاي زيست¬محيطي گردد. درنتيجه، ايمني خطوط لوله به دليل خطرات احتمالي از اهميت بسياري برخوردار است. در پژوهش حاضر، قصد بر آن است كه به بررسي عددي نشت گاز از خطوط انتقال گاز پرداخته شود و اثر نسبت قطر سوراخ نشتي به قطر لوله بر دبي نشت و حد بالا و پايين انفجار، مورد بررسي قرار گيرد. پس از بررسي مطالعات انجام شده در زمينه نشت گاز، مشاهده شد كه به علت خطاي بالاي مدل¬هاي يك¬بعدي و دوبعدي، استفاده از مدل سه¬بعدي براي شبيه¬سازي نشت¬گاز مناسب¬تر است. همچنين با توجه به تاثير خواص هيدروليكي و مكانيكي خاك، روي سرعت نشت و روند پراكندگي گاز، بايد شرايط واقعي خاك را مدنظر قرار داد. در كار حاضر، تاثير وزن لايه¬هاي بالايي خاك بر لايه¬هاي پاييني، كه منجر به تخلخل و نفوذپذيري متغير در خاك مي¬گردد، لحاظ گرديد. همچنين اثر فرسايش خاك و افزايش تخلخل در ناحيه نشت، به علت سرعت بالاي گاز در هنگام خروج از لوله، درنظر گرفته¬¬شد. ابتدا مسأله براي قطر سوراخ نشتي in1 شبيه¬سازي شد. سپس در ادامه، تاثير قطر سوراخ نشتي (in5-2/0) بر ميزان دبي نشت و حد بالا و حد پايين انفجار مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان مي¬دهد با افزايش قطر سوراخ نشتي، دبي نشت افزايش مي¬يابد. همچنين حد بالا و حد پايين انفجار تحت تاثير قطر سوراخ نشتي و وابسته به زمان بوده و افزايش قطر سوراخ نشتي، سبب افزايش آن مي¬گردد. با گذر زمان نيز اين دو پارامتر افزايش يافته و محدوده اشتعال در سطح زمين، از محل نشتي، دورتر مي¬گردد. با بررسي نتايج حاصل براي اولين بار رابطه ¬اي براي محاسبه دبي نشت، در خطوط انتقال گاز (فشار بالا) پيشنهاد شد. همچنين روابطي براي محاسبه حد پايين انفجار، حد بالاي انفجار و محدوده اشتعال براي خطوط انتقال گاز (فشار بالا) ارائه شد

215439

تبديل انرژي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان

محسن ثقفيان، محمدرضا سليم پور

محسن دوازده امامي