آموزش مکانیک سیالات دوفازی

امروزه با افزایش روزشمار مصرف نفت و گاز در جهان، تولید و انتقال به موقع این سیالات ارزشمند از اهمیت بسزایی برخوردار است. تمامی مراحل اکتشاف، حفاری، طراحی عملیات تولید و نگهداری از مخزن اگر به انتقال درست و امن جریان سیال منجر نشود، بیهوده بوده است. از این رو، تامین امنیت جریان دارای نقشی پررنگ در صنعت نفت است و هر ساله سرمایه های هنگفتی برای حمایت از پروژه های دانشگاهی و صنعتی در این زمینه صرف می شود.

نخستین و مهم ترین گام در مسیر دستیابی به انتقال بی خطر و موثر نفت و گاز از محل تولید به پالایشگاه ها یا بازارهای فروش، شناخت و بررسی ویژگی های سیالات و مکانیزم جریان یافتن آن ها است. مکانیک سیالات دوفازی، عنوان درسی است که سعی دارد اصلی ترین و پرکاربردترین مفاهیم جریان دوفازی (جریان مایع و گاز) را که متداول ترین نوع جریان در خط لوله انتقال است، به دانشجویان مهندسی شیمی و نفت بیاموزد. هدف از این درس، رسیدن به شناخت کافی و احاطه کامل به ویژگی های مهم سیالات در جریان دوفازی است.

پس از حصول شناخت، مدل های کاربردی برای مدل سازی و پیش بینی رفتار سیال هنگام انتقال در مسیر جریان معرفی و نقاط ضعف و قوت مدل ها بررسی می شود. پس از گذراندن این درس، دانشجو قادر خواهد بود با در نظر گرفتن امکانات و تجهیزات، هزینه های ناشی از انتقال سیال را تخمین زده و تا حدودی جریان سیال را بهینه کند. در این فرادرس تلاش شده است با بهره گیری از تصاویر متنوع و نمودارهای مهم، فهم عمیق مطالب و یادگیری موثر تحقق پیدا کند. دسته بندی موضوعی مطالب و تاکید بر مطالب مهم در این آموزش، بر کیفیت یادگیری می افزاید.

فهرست سرفصل ها و رئوس مطالب مطرح شده در این مجموعه آموزشی، در ادامه آمده است:

• درس یکم: اساس جریان دوفازی
  • مقدمه
  • نمودار فازی مخلوط های هیدروکربنی
  • معادله پیوستگی
  • معادله اندازه حرکت
  • معادله انرژی
  • ارزیابی تلفات اصطکاکی
  • جریان آرام و درهم
  • تعاریف مربوط به متغیرهای جریان دوفازی
    • لغزش
    • پسماند
    • سرعت
    • جرم ویژه
    • گرانروی
  • معادله گرادیان فشار جریان دوفازی
  • نمونه های جریان دوفازی
• درس دوم: روابط مربوط به خواص سیال
  • مدل سیال غیرترکیبی
  • نسبت گاز مایع و روابط مربوطه
  • ضریب تراکم
  • حلالیت گاز طبیعی در آب
  • ضریب تراکم آب
  • چگالی، دانسیته و روابط مربوطه
    • چگالی و روابط
    • اثر ناخالصی های هیدروکربورها بر چگالی
  • ویسکوزیته مایعات و گازها
    • گران روی گاز طبیعی
    • گران روی نفت
  • تنش سطحی
  • مدل سیال ترکیبی
    • محاسبات تبخیر ناگهانی در دما و فشار ثابت
    • نسبت های تعادلی
    • نحوه انجام محاسبات تبخیر ناگهانی
    • تعیین نقاط فشار حباب و شبنم
  • مقایسه بین مدل های سیال ترکیبی و غیرترکیبی
• درس سوم: جریان عمومی
  • رژیم های جریان
    • رژیم های جریان لوله افقی
    • رژیم های جریان لوله عمودی
    • رژیم های جریان لوله شیبدار
  • معادلات مربوط به طبقه بندی a
  • معادلات مربوط به طبقه بندی b
  • معادلات مربوط به طبقه بندی c
  • متد پیش بینی افت فشار
  • جریان در استوانه ای درجه ای
  • جریان های دوفازی پایدار در خطوط لوله انتقال گاز میعانی
  • طراحی خطوط لوله انتقال جریان های دوفازی ناپایدار
  • جریان سه فازی (گاز – oil – آب)

مفید برای رشته های

• مهندسی نفت
• مهندسی مکانیک
• مهندسی شیمی