شبیه‌سازی عددی توزیع دمای مخازن نفت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری، ساری، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساری، ساری، ایران

چکیده

در این مقاله توزیع دما در مخزن ذخیره نفت خام استوانه‌ای دارای گرم‌کننده و همزن، که از سطوح بیرونی، در معرض انتقال گرمای همرفتی و تابشی قرار دارد، با استفاده از شبیه‌سازی عددی، مورد مطالعه قرارگرفته است. بدین منظور کل محیط مخزن شبکه گذاری شده و با اعمال شرایط مرزی حاکم بر مسئله، با استفاده از روش حجم محدود، مخزن شبیه‌سازی گردیده است. تأثیر روشن بودن همزنِ مخزن، بر توزیع دما بررسی ‌شده و همان‌گونه که انتظار می‌رفت، با روشن شدن همزن،  توزیع دما در داخل مخزن به صورت همگن در می‌آید. در صورت خاموش بودن همزن، با وجود چهار دستگاه گرم‌کننده،  جریان لایه‌ای همرفتی سیال از نواحی اطراف گرم‌کننده، به سوی آن جریان یافته و از آنجا به سمت بالا و سقف مخزن ادامه می‌یابد ولی توزیع دما در داخل مخزن به صورت همگن نمی‌باشد. در حالت کلی با افزایش ارتفاع مخزن، دمای مخزن افزایش پیدا نموده ولی در مجاورت سقفِ مخزن، با توجه به اتلاف گرما از سقف، دمای این ناحیه کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


[1] American Petroleum Institute, Design and construction of large welded low pressure storage tanks,API standard press, Tenth Edition, 2002
[2] Wenxian lin, S.W. Armfield, “Long-term behavior of cooling fluid in a vertical cylinder”, International Journal of Heat and Mass Transfer 48 pp. 53–66, 2005.
[3] Ivancic A., A.Oliva C. D., PerezSegarra Costa M., Heat transfer simulation in vertical cylindrical enclosures for supercritical Rayleigh number and arbitrary sidewall conductivity, International Journal of Heat and Mass Transfer 31 "0888# pp.212_232
[4] Ashmore Mawire, Experimental and simulated thermal stratification evaluation of an oil storage tank subjected to heat losses during charging, Applied Energy 108 (2013) 459–465
[5] Oliveski R.D., Krenzinger A., Cooling of cylindrical vertical tanks submitted to natural internal convection , International Journal of Heat and Mass Transfer 46 pp.2015–2026, 2003.
[6] Coroneo M., Montante G., Paglianti A., Magelli F., CFD prediction of fluid flow and mixing in stirred tanks: Numerical issues about the RANS simulations, Computers and Chemical Engineering 35 pp.1959– 1968, 2011,
[7] Jian Zhao, Yang Liu, LiXinWei, and Hang Dong , Transient Cooling of Waxy Crude Oil in a Floating Roof Tank, Journal of Applied Mathematics, Volume 2014, Article ID 482026, 12 pages
[8] Zhao B.,  Numerical simulation for the temperature changing rule of the crude oil in a storage tank based on the wavelet finite element method,Therm. Anal. Calorim, pp. 107 : 387-393, 2012.