مدل سازی عددی و ارزیابی عملیات پیگ رانی در خط لوله به روش SPH با رویکرد بهینه سازی عملکرد پیگ

با توجه به اهمیت عملیات پیگ رانی در خط لوله برای مقاصدی همچون نظارت-تمیزکاری که منجر به افزایش عمر مفید شبکه انتقال و مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی در صنایع نفت-گاز می شود، ارائه مدل های مطالعاتی دقیق در این حوزه از اهمیت بالایی برخوردار بوده و به عنوان یک نیاز پژوهشی قلمداد می گردد. با توجه به مزیت های روش های بدون شبکه بندی، در این پژوهش برای اولین بار مدلی برای ارزیابی جریان پیرامون پیگ با بهره گیری از روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) و با استفاده از مدل k-ε استاندارد برای شبیه سازی آشفتگی جریان ارائه و عملکرد مدل بر اساس نمونه آزمایشگاهی ارزیابی و اعتبارسنجی گردیده است، نتایج حاصل نشان داد که میزان میانگین خطای مدل SPH نسبت به مدل آزمایشگاهی کمتر از ۵% بوده که بیانگر دقت بالا و عملکرد قابل قبول مدل پژوهش بوده است. پس از اعتبارسنجی عملکرد مدل پژوهش، شبیه سازی جریان پیرامون پیگ ساکن و متحرک مدل سازی شده و نتایج حاصل با نتایج عددی موجود مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفته است، علاوه بر این با بهره گیری از الگوریتم فراابتکاری گرگ های خاکستری (GWO) مطالعاتی بر پارامتر قطر نسبی پیگ کنارگذر برای دستیابی به مقادیر بهینه این پارامتر پیاده سازی شده است، نتایج حاصل از مدل بهینه یابی نشان داد که میزان قطر نسبی بهینه پیگ کنارگذر برابر با d⁄D=۰.۴۱۸ بوده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که مدل ارائه شده دارای دقت قابل قبول در مدل سازی جریان پیرامون پیگ کنارگذر در لوله بوده است، همچنین می تواند به عنوان یک مدل مرجع بر پایه روش SPH برای مدل سازی جریان پیرامون پیگ کنارگذر متحرک جهت ارزیابی و انجام مطالعات عملیات پیگ رانی در خط لوله به کارگیری شود.

کلیدواژه ها:

پیگ رانی ، مدیریت انرژی ، خط لوله ، هیدرودینامیک ذرات هموار ، SPH ، پیگ کنارگذر ، الگوریتم بهینه سازی گرگ های خاکستری ، GWO