یکی از مشکلات جدی موجود در صنعت نفت و پتروشیمی، رسوب‌گذاری نفت خام در لوله‌های پیش‌گرمکن واحد تقطیر است. رسوب‌گذاری باعث افزایش مقاومت حرارتی و افزایش افت فشار در لوله‌های پیش‌گرمکن شده که منجر به افزایش مصرف انرژی و کاهش راندمان کلی سیستم می‌شود. عامل اصلی رسوب در لوله‌های پیش‌گرمکن ماده‌ای به نام آسفالتین است که ترکیب مولکولی مشخصی ندارد. به طور کلی رسوب‌گذاری شامل دو مرحله‌ی انتقال ذرات نامحلول به نزدیکی سطح و اتصال ذرات به سطح است. مشکل عمده‌ی موجود در روند شبیه‌سازی‌هایی که تاکنون در این زمینه انجام شده است، عدم توجه کافی به پدیده‌های موجود در نزدیکی سطح و عدم موفقیت در مدل‌سازی درست مرحله‌ی اتصال است. در این پژوهش با تمرکز بر جریان نزدیک مرز، موسوم به لایه‌ی مرزی، سعی شده تا پدیده‌هایی که در نزدیک سطح بر روند رسوب ذرات اثرگذار است بررسی شود. جهت رسیدن به این هدف مسیر حرکت ذرات با استفاده از دیدگاه اویلر-لاگرانژ دنبال شده و مرحله‌ی اتصال با استفاده از مفهوم سرعت بحرانی نشست مدل شده است. حل‌گر عددی با استفاده از اطلاعات آزمایشگاهی موجود برای ذرات معلق در هوا اعتبارسنجی شده و نتایج حاصل با نتایجی که از مشاهده به وسیله‌ی میکروسکوپ الکترونی به دست آمده، مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که نیروی غالب وارد بر ذرات در لایه‌ی مرزی که موجب نشست می‌شود، نیروی بروانی است. سرعت نشست برای قطرهای مختلف محاسبه شده و نشان داده شد که با کاهش قطر ذرات، سرعت نشست افزایش می‌یابد.

واژه‌های کلیدی: رسوب، آسفالتین، اویلر-لاگرانژ، سرعت بحرانی نشست

متن کامل [PDF 1277 kb]   (6057 دریافت)