نوامبر 25, 2020

فرآیند تشکیل

بیشتر این نمادها پیشتر معرفی شدهاند، بهجز D که عمقی است که در آن لوله مدفون شده است. با اینکه دمای زمین بسته به دمای محیط، زمان سال (و فصل) و عوامل دیگر تغییر میکند، این عوامل بهطور معمول در نظر گرفته نمیشوند. علاوه بر این، دمای زمین در مکانهای مختلف، متفاوت است، یعنی دمای زمین در اراک و لرستان با یکدیگر متفاوت است. در واقع، دما و جنس خاک مکانهای مختلف در یک استان، نیز متفاوت است. حتی‌خود لوله نیز در دمای زمین تأثیر دارد. در طراحی خط لوله، بهطور معمول فرض میکنند که دمای زمین ثابت است، امّا این مقدار ثابت در مکانهای مختلف، فرق میکند.
ضریب کلی انتقال حرارت
مقدار تقریبی ضریب کلی انتقال حرارت برای لولۀ بدون عایق برابر 5 W/m2●C (1 Btu/ft2●hr●F) است. برای لولۀ عایق، ضریب انتقال حرارت کمتر است. برای خط لولۀ عایق، مقاومت زمین غالب است. بهطور معمول این مقاومت بیش از 90 درصد مقاومت کل زمین را در بر میگیرد.
حرارت منتقل شده
انرژی اتلافی سیال را میتوان با محاسبۀ تغییر آنتالپی بهدست آورد:
(4-9)

که در آن نرخ جریان جرمی و H آنتالپی ویژه است. امّا اگر هیچ تغییر فازی اتفاق نیفتد، بهجای آنتالپی میتوان، ضرب دما در ظرفیت گرمایی را قرار داد که بهصورت زیر در میآید:
(4-10)

مبارزه با هیدرات با استفاده از مقاومت های انتقال حرارت و انتقال جرم
انتقال جرم
در بررسی مقاومت‌های موجود در تشکیل هیدرات و بررسی آن نشان داده شده که فرآیند تولید هیدرات از گازهای موجود در گاز طبیعی فرآیندی است که توسط انتقال جرم مربوط به سمت مایع در سطح مشترک گاز- مایع کنترل می‌گردد و سایر مقاومت‌ها در مسیر تشکیل هیدرات در برابر این مقاومت قابل صرف نظر کردن می‌باشند. نتیجه این بررسی نشان داد که مدل پیشنهادی اسکوبوگ دارای فرضیات مناسبی بوده امّا مقدار نیروی محرکه فرض شده در مدل اسکوبوگ می‌بایست تصحیح گردد. نیروی محرکه برای تشکیل هیدرات را می‌توان به اختلاف مقدار بین غلظت‌های مولکول‌های گاز در شرایط آزمایش و مقدار غلظت همین مواد در شرایط تعادلی مرتبط دانست. در این بخش نتایج مقدار غلظت در فاز مایع مهم است. نکته مهم در رابطه بدست آمده زیر، مقدار C1، CEQ و ضریب انتقال جرم (kL) می‌باشد.
(4-11)

نوشته ای دیگر :   عبدالله بن طاهر

مقدار غلظت در سطح تماس گاز- مایع را می‌توان با استفاده از ضریب هنری و معادلات حالت در فاز گاز محاسبه نمود. برای محاسبه مقدار غلظت در فاز مایع می‌توان از دو تعریف برای نیروی محرکه استفاده نمود، فرآیند هم فشار (Isobar) و فرآیند (Isothermal). در فرآیند هم فشار فرض می‌گردد که دمای نمونه هیدرات در فشار ثابت به تدریج کاهش یافته تا پس از گذر از نقظه تعادلی و فوق سرد شدن هیدرات تشکیل گردد. در فرآیند هم دما، فرض می‌گردد تا نمونه هیدرات در دمای برابر با دمای تشکیل هیدرات امّا با افزایش فشار وارد ناحیه تشکیل هیدرات خواهد شد. در صورتی هر یک از تعاریف فوق برای نیروی محرکه انتخاب گردد، مقدار ضریب انتقال جرم را نیز می‌توان بر آن اساس انتخاب نمود.
شکل ‏41 : فرآیند هم فشار و هم دما برای تشکیل هیدرات
اگر فرض شود فرآیند هم فشار بوده باشد (همانند خط SB در شکل ‏41) ، مقدار غلظت توده مایع (CEQ) بر اساس تعادل گاز- مایع در نقطه B و مقدار غلظت در سطح مشترک (CI) بر اساس وضعیت آزمایش در نقطه S تعریف می‌گردد. در صورتی که فرض گردد فرآیند هم دما باشد، مقادیر CEQ و C1 به ترتیب مقدار غلظت ماده در نقاط A و S تعریف می‌گردند.
هر چند که در آغاز تشکیل هیدرات، مقدار غلظت گازهای میهمان در فاز مایع بیشتر از شرایط تعادلی است (شرایط فوق اشباع) امّا می‌توان فرض نمود پس از زمان هسته زایی که هیدرات شروع به تشکیل می‌کند، فاز مایع با فاز هیدرات به دلیل ناچیز بودن مقاومت در فاز مایع در حال تعادل می‌باشند. به تعبیر دیگر فرض می‌گردد تا مولکول‌های گاز پس از عبور از مقاومت انتقال جرم در سطح تماس گاز- مایع و ورود به فاز آبی، به هیدرات تبدیل می‌شوند و مقدار CB با مقدار CEQ برابر است(شکل ‏42).
شکل ‏42 : پروفایل غلظت پیشنهادی مولکول‌های گاز در فرآیند تشکیل هیدرات
انتقال حرارت

نوشته ای دیگر :   تاریخچه اخلاق در اسلام