عنوان

CFD Study of the Influence of Pipe Curvature on the Flow Characteristics of Heavy Crude Oil Flow

شماره

T29475

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

انگلیسی

عنوان اصلي

CFD Study of the Influence of Pipe Curvature on the Flow Characteristics of Heavy Crude Oil Flow

نام عام مواد

Dissertation

نام نخستين پديدآور

Sura Saad Fayadh

نام ناشر، پخش کننده و غيره

Chemical Engineering

تاریخ نشرو بخش و غیره

1402

نام خاص و کميت اثر

109p.

ساير جزييات

cd

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

M.S.

نظم درجات

Chemical Engineering

زمان اعطا مدرک

1402/06/14

متن يادداشت

Modeling and simulation provide a cost-effective means to analyze and optimize intricate processes, facilitating informed decision-making and efficient resource utilization. In this study, a rheological-based Computational Fluid Dynamics (CFD) model is presented, focusing on the flow characteristics of Iraqi heavy crude oil through various elbow curvatures (45o, 90o, 135o, and 180o). The model is constructed using the commercial finite element software, COMSOL Multiphysics 6.0. The Nano fluidic system is developed to manipulate the interaction of suspended Al2O3 nanoparticles with Iraqi heavy crude oil. This was done by running multiphysics simulations in COMSOL to evaluate the macroscopic flow of Iraqi heavy crude oil and suspended nanoparticles via a multiphase mixture model. To evaluate the reliability of the COMSOL model solution, the COMSOL simulation results were validated with recent experimental data reported by Saleh et al (2021), the validation process showed a good agreement results between COMSOL simulation and experimental date, supporting the accuracy of the numerical methodology. The rheological-based CFD model analysis provides critical insight into the fluid dynamic behavior of Iraqi heavy crude oil through various elbow curvatures under prevailing ambient conditions. Post-processed results revealed that the fluid velocity magnitude was relatively high at the region with minimum curvature radius. The maximum static pressure were experienced in areas with low-velocity magnitude. Moreover, the viscosity values of Iraq’s heavy crude oil exhibit a distinct trend whereby an increase in the shear rate across all elbow curvatures results in a concurrent rise in viscosity. This pattern serves to indicate and characterize the rheological behavior of Iraq’s heavy crude oil as that of a dilatant fluid nature. In addition, as Al2O3 nanoparticle concentration increases, a significant drag reduction effect is observed, leading to a considerable decrease in the friction factor and enhanced flow efficiency in all elbow curvature designs.

متن يادداشت

مدل‌سازی و شبیه‌سازی ابزاری مقرون‌به ‌صرفه برای تحلیل و بهینه‌سازی فرآیندهای پیچیده، تسهیل تصمیم‌گیری آگاهانه و استفاده کارآمد از منابع فراهم می‌کند. در این مطالعه، یک مدل دینامیک سیالات محاسباتی مبتنی بر رئولوژی با تمرکز بر ویژگی‌های جریان نفت خام سنگین عراق از طریق انحناهای مختلف اتصالات (زانویی) ارائه شده است (45 ، 90، 135 و 180 درجه) . این مدل با استفاده از نرم افزار تجاری المان محدود کامسول (COMSOL Multiphysics 6.0) راه اندازی شده است. سیستم نانوسیال برای اصلاح و بهبود برهمکنش نانوذرات Al2O3 معلق، با نفت خام سنگین عراق توسعه یافته است. این کار با اجرای شبیه‌سازی‌های مولتی فیزیک درکامسول برای ارزیابی جریان ماکروسکوپی نفت خام سنگین عراق و نانوذرات معلق از طریق یک مدل مخلوط چند فازی انجام شد. برای ارزیابی قابلیت اطمینان مدل حل کامسول، نتایج شبیه‌سازی کامسول با داده‌های تجربی اخیر گزارش‌شده توسط صالح و همکاران (2021) تأیید شد و فرآیند اعتبارسنجی نتایج، توافق خوبی بین شبیه‌سازی کامسول و نتایج آزمایشی نشان داد، که از دقت روش عددی پشتیبانی می کند. تجزیه و تحلیل مدل دینامیک محاسباتی مبتنی بر رئولوژیکی، دیدگاه مهمی را در مورد رفتار دینامیکی سیال نفت خام سنگین عراق از طریق انحناهای مختلف اتصالات تحت شرایط محیطی غالب ارائه می دهد. نتایج پس از پردازش نشان داد که مرتبه سرعت سیال در ناحیه با حداقل شعاع انحنا نسبتاً بالا بود. همچنین، حداکثر فشار استاتیکی در مناطق با مرتبه سرعت کم دیده شد. علاوه بر این، مقادیر ویسکوزیته نفت خام سنگین عراق روند خاصی را نشان می دهد که به موجب آن افزایش نرخ برش در تمام انحناهای اتصالات منجر به افزایش همزمان ویسکوزیته می شود. این الگو برای نشان دادن و مشخص کردن رفتار رئولوژیکی نفت خام سنگین عراق به‌عنوان یک سیال دیلاتانت عمل می‌کند. علاوه بر این، با افزایش غلظت نانوذرات Al2O3 ، کاهش قابل ملاحظه ای در اثرات کشش (درگ) مشاهده می شود که منجر به کاهش قابل‌توجه در ضریب اصطکاک و افزایش راندمان جریان سیال در تمام طراحی های انحنای اتصالات می‌شود.

عنوان گونه گون

مطالعه تاثیر انحنای لوله بر ویژگی های جریان نفت خام سنگین با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی

اصطلاح موضوعی

فاقد کلید واژه فارسی و لاتین است

عنصر شناسه اي

Fayadh,

ساير عناصر نام

Sura Saad

کد نقش

Producer

عنصر شناسه اي

Mouhammd Pourfard,

عنصر شناسه اي

Peighmbardoust,

ساير عناصر نام

Musa

ساير عناصر نام

seyed Jamal Eddin

کد نقش

Thesis advisor

کد نقش

Thesis advisor

عنصر شناسه اي

Tabriz

کشور

ایران

سازمان

Central Library of Tabriz University

تاريخ عمليات

20231030

شماره بازیابی

ارشد پایاننامه TP149.F3 1402

نام الکترونيکي

Sura Saad Fayadh

ارتباط براي تسهيلات دسترسي

عبادی

فرمت انتشار

e

نوع ماده

TL

کد کاربرگه

276903

سطح دسترسي

a

تكميل شده

Y