بررسی تاثیر خواص سیال و اثر تکیه گاه ها بر ارتعاشات شبکه واحد MEG

لوله های حامل جریان سیال به طور گسترده در صنایع نفت و گاز به کار می روند، در بخش بالادستی این صنایع، رشته تکمیلی تولید یا رشته لوله از نوع MEG به منظور انتقال نفت و گاز از لایه های تولیدی مخازن هیدروکربوری به تسهیلات سرچاهی در سطح زمین مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به حجم و سرعت بالای انتقال سیال، سیستم لوله کشی دچار ارتعاشات و ناپایداری دینامیکی شده و زمینه بروز شکست های مکانیکی ناشی از خستگی در سازه فراهم می گردد. در این مقاله کوشش گردید در ابتدا شکل اولیه ای از لوله به صورت ریاضی مدل سازی شود. سپس معادلات دیفرانسیل حاکم بر حرکت درون صفحهای با فرضیات محور مرکزی غیرقابل اتساع و کرنش غیرخطی، استنتاج گردید و شکل گسسته آنها با استفاده از تئوری حجم محدود، حاصل شد و درنهایت به کمک نرم افزار انسیس فلوئنت حل گردید. به این ترتیب ماتریس های جرم، ارتعاشات، اثرات ژیروسکوپی، نیروهای خطی و نیروهای غیرخطی بدست آمدند. محدوده مناسب عوامل تاثیرگذار در پایداری سیستم همچون سرعت جریان سیال، میرایی ویسکوز سیال پیرامون لوله به وسیله روش کوپلینگ، تعیین شد. همچنین سرعت های بحرانی جریان سیال و فرکانس های طبیعی سیستم بدست آمدند و تاثیر مثبت میرایی ویسکوز، خواص سیال و اثر تکیه گاه ها بر پایداری ارتعاشات سیستم مشخص گردید. نتایج به طور کلی نشان می دهد که با افزایش ویسکوزیته و ایجاد کاهش سرعت سیال در لوله، فرکانس موج کاهش یافته و در نهایت ارتعاشات ناشی از جریان در لوله، کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

لوله حامل جریان سیال ، ارتعاشات ناشی از جریان ، آنالیز کوپلینگ ، ویسکوزیته ، اثر تکیه گاه ، سرعت بحرانی