بررسی انتروپی تولیدی در جریان دو فازی حلقوی همراه با پلیمر کاهنده‌ی پسا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

3 دانشجوی کارشناسی، مهندسی شیمی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

چکیده

یکی از روش­های کاهش تولید انتروپی در جریان‌های دو فازی حلقوی، استفاده از پلیمر کاهنده­ی پسا می‌باشد. پلیمر کاهنده­ی پسا، دارای وزن مولکولی بالا و از خانواده پلی الفا الفین می­باشد. در این تحقیق برای اولین بار، رابطه­ای صریح جهت محاسبه انتروپی تولیدی در جریان دوفازی حلقوی همراه با پلیمر کاهنده­ی پسا ارائه شده است. رابطه مذکور تابعی از قطر لوله و سرعت‌های ظاهری می­باشد. تغییرات انتروپی بر حسب میزان کاهش نیروی پسا و پسماند مایع در قطرهای0127/0، 0254/0و0953/0متر و در سرعت‌های مختلف ظاهری ارائه شده است. نتایج نشان می­دهد که رابطه تولید انتروپی با افزایش پلیمر کاهنده­ی پسا، پسماند مایع و قطر لوله به صورت نزولی بوده است ولی با افزایش سرعت‌های ظاهری گاز و مایع، میزان انتروپی تولیدی افزایش می‌یابد. بنابراین در صنایع مرتبط  با اضافه کردن پلیمر کاهنده‌ی پسا و تعیین صحیح پارامترهایی از قبیل قطر لوله و سرعت‌های ظاهری جریان با استفاده از رابطه­ی ارائه شده در این تحقیق، می­توان میزان تلفات کاهش و میزان تولید افزایش داده شود.

کلیدواژه‌ها


[1] BrillJ P., Mukhrejee H., Handbook of Multiphase Flow in wells, pp. 13-80, 2011.
[2] Cengel Y. A., Boles M. A., Thermodynamics an Engineering Approach. Fifth ed., McGraw-Hill, 2006.
[3] Oztop H. F., Al-SalemK., A review on entropy generation in natural and mixed convection heat transfer for energy systems, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 16, No. 1, pp. 911-920, 2012.
[4] Bejan A., Second law analysis in heat transfer, Energy, Vol. 5, No. 8, pp. 721-732, 1980.
[5] Fernandes R. L. J., Jutte B. M., Rodrıguez M. G., Drag reduction in horizontal annular two-phase flow. Int. J. Multiphase Flow, Vol. 30, pp. 1051–1069, 2004.
[6] Oliver D. R., Young Hoon A., Two-phase non-Newtonian flow. Trans. Inst.Chem. Eng, pp 46-106, 1968.
[7] Rosehart R. G., Scott D., and Rhodes E., Gas–liquid slug flow with drag-reducing polymer solutions, AIChE J, Vol. 18(4), pp. 744–750, 1972.
[8] Sylvester N. D., Brill J. P., Drag reduction in two-phase annular mist flow of air and water. AIChE J, Vol. 22, pp. 615–617, 1976.
[9] Kang C., Jepson W. P., Multiphase flow conditioning using drag-reducing agents. Society of Petroleum Engineers, SPE 56569. Kang C., Jepson W. P., 2000. Effect of drag-reducing agents in multiphase, oil/gas horizontal flow. Society of Petroleum Engineers, SPE 58976 1999.
[10] Manfield C. J., Lawrence C., Hewitt G., Drag-reduction with additive in multiphase flow: a literature survey. Multiphase Sci. Technol, Vol. 11, pp. 197–221, 1999.
[11] Al-Sarkhi A., Hanratty T., Effect of drag reducing polymers on annular gas–liquid flow in horizontal pipe". Int. J. Multiphase Flow, Vol. 27, pp. 1151–1162, 2001a.
[12] Al-Sarkhi A., Hanratty T., Effect of pipe diameter on the performance of drag-reducing polymers in annular gas–liquid flows, Trans IChemE Part A, Vol. 79, pp. 402–408, 2001b.
[13] Al-Sarkhi A., Soleimani A., Effect of drag reducing polymer on two-phase gas–liquid flows in a horizontal pipe. Trans. IChemE, Part A, pp. 1583–1588, 2004.
[14] Jubran B. A., Zurigat Y. H., Goosen M. F. A., Drag Reducing Agents in Multiphase Flow Pipelines: Recent Trends and Future Needs. Petroleum Science and Technology, Vol. 23, pp. 1403–1424, 2005.
[15] Al-Sarkhi A., Abu-Nada E., Batayneh M., Effect of drag reducing polymer on air-water annular flow in an inclined pipe, Int. J. Multiphase Flow, Vol. 32, pp. 926–934, 2006.
[16] Al-Yaari A., Soleimani M., Abu-Sharkh B., Al-Mubaiyedh U., Al-Sarkhi A., Effect of drag reducing polymers on oil–water flow in a horizontal pipe, Int. J. Multiphase Flow, Vol. 35, pp. 516–524, 2009.
[17] Al-Sarkhi A., El Nakla M., Ahmed H. W., Friction factor correlations For gas–liquid/liquid–liquid flows with drag-reducing polymers in horizontal pipes, International Journal of Multiphase Flow, Vol. 37, pp. 501-506, 2011.
[18] Karami H. R., Mowla D., A general model for predicting drag reduction in crude oil pipelines Journal of
[19] The Norwegian Society for Oil and Gas Measurement, HANDBOOK OF MULTIPHASEFLOW METERING, Revision 2, March 2005.
[20] AvciI., Karagoz A., A Novel Explicit Equation for Friction Factor in Smooth And Rough Pipes Int. J. ASME, Vol. 131, pp. 061203-1-061203-3, 2009.
[21] Benjana., The thermodynamic design of heat and mass transfer processes and devices. International journal of heat and fluid flow, Vol. 8, pp. 258-276, 1987.