لوله های وسیله ای اقتصادی هستند که تولید (درون tubingو casing) و انتقال ( توسط خطوط جریان وخطوط لوله) سالات را در حجم بالا فراهم می کنند.
ساخت و نصب آنها راحت و دارای طول عمر تقریباً نا محدودی می باشند . به علت پیوسته بودن جریان، حداقل امکانات ذخیره سازی در دو انتهای(قسمت تولیدی و مصرفی) لازم می باشد. هزینه های عملیاتی بسیار پایین است و جریان در هر شرایطی از آب و هوا با کنترل مناسبی ضمانت شده است( خط لوله نصب شده معمولاً در دامنه وسیعی از حجم جریان سیال به خوبی عمل می کند).
تلفات جابجایی از قبیل spillage وجود ندارد مگر آنکه لوله ها نشت کنند که به راحتی تشخیص داده می شوند و تعمیر می شوند.
جریام گاز درون سیستم لوله ای شامل جریانهای افقی،شیب دار و عمودی و در انقباض های لوله ای مانند choke (شیر) جاری می شود.
مبانی جریان گاز:
تمامی معادلات جریان سیالات از یک موازنه انرژی پایه مشتق می شوند که برای جریان پایا( غیر وابسته زمان) به صورت زیر بیان می شود .
تغییرات انرژی ورودی+ تغییرات انرژی جنبشی+ تغییرات انرژی پتانسیل+ کار اعمال شده به روی سیال+ انرژی گرمایی اضافه پده به سیال کار شافت( حرکتی) سیال بر محیط
= صفر
بنابراین بر روی یک مبنای واحد جرم ، موازنه انرژی برای سیال تحت شرایط پایا به صورت زیر نوشته می شود:
1)
که در آن :
U: انرژی درونی
V: سرعت سیال
Z: ارتفاع از سطح مبدأ
P: فشار
v: حجم واحد جرم سیال
Q: گرمای اضافه شده به سیال
Ws: کار شافت توسط سیال بر روی محیط
g: شتاب جاذبه
Gc: ضریب تبدیل وابسته به جرم و وزن
این روابط پایه ای از چندین روش بدست می آیند. معمولاً به موازنه انرژی مکانیکی با استفاده از قوانین مشهور ترمودینامیک برای آنتالپی تبدیل می شوند.
که در آن :
h: آنتالپی ویژه سیال
T: دما
S: آنتروپی سیال
معادله 1 به صورت زیر در می آید:
برای یک فرآیند ایده آل ،ds= -dQ/T . از آنجاییکه هیچ فرایندی ایده آل ( یا برگشت پذیر ) نیست، یا که Lw ، افت کار به علت وجود برگشت ناپذیر های بسیار ی از قبیل اصطحکاک می باشد. در جایگزینی اخیر معادله 1: به صورت زیر در می آید:
2)
با صرفنظر از کار شافت، و ضریب در دانسیته سیال :
تمام بخش های معادله 3 واحد های فشار دارند. معادله 3 به صورت زیر نیز می تواند نوشته شود :
یا
که بیانگر افت فشار به علت اصطکاک است و مستقل از شرایط جریان حاکم می باشد. انواع رژیمهای جریان تک فاز و عدد رینولذر
چهار نوع جریان تک فاز وجود دارد: ارام، بحرانی، انتقالی(گذرا) آشفته ( شکل 1).
رینولدز، بکار برد تحلیهای ابعادی را برای پدیده های جریان و نتیجه گیری کرد که رژیم جریان غالب، تابعی از گوره بی بعد زیر که به عدد رینولدز معروف است می باشد.
عدد رینولدز= نیروی اینرسی تقسیم بر نیروی ویسکوزیتی
5)
که در آن
d= قطر درونی مجرایی که سیال درون آن جریان دارد.
V: سرعت سیال
ρ: دانسیته سیال
μ: ویسکوزیته سیال
سطح مقطع جریان
محیط تر شده
برای سطح مقطع غیر از دایره ای، یک قطر معادل؛de ، تعریف شده است به صورت چهار برابر قطر هیدرولیک، Rh ، به کار می رود به جای d:
6)
برای مثال ، برای یک کانال جریان با سطح مقطع مربعی (a*a):
a2= سطح مقطع جریان 4a= محیط تر شده
شامل 50 صفحه فایل WORD قابل ویرایش
دانلود مقاله جریان گاز پایا درون لوله ها
