---

وجود منابع عظیم گاز طبیعی در کشور و گستردگی خطوط توزیع آن سبب شده است که استفاده از گاز به‌عنوان یکی از حاملهای اصلی انرژی، مدنظر دولتمردان قرار گیرد. نوسانات شدید فصلی مصرف گاز در بخش خانگی و اولویت دهی به این بخش سبب شده است که تأمین گاز سایر بخش‌ها نظیر نیروگاه‌ها در فصول سرد سال، با مشکلات عدیده‌ای مواجه ‌گردد. ذخیره‌سازی گاز طبیعی به ‌صورت مایع در فصول گرم سال و استفاده از آن در فصول سرد به جهت تأمین سوخت موردنیاز نیروگاه‌ها، یکی از راهکارهای مطرح در این حوزه می‌باشد. در این تحقیق دو فرایند اکسپاندری-نیتروژنی و مبرد چندجزئی ساده که از جمله فرایندهای مطرح مایع‌سازی گاز طبیعی در حوزه قله‌سایی می‌باشند، مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. تغییرات شرایط محیطی و عملیاتی (نظیر تغییرات دبی، فشار، دما و درصد ترکیب اجزاء گاز خوراک و مبرد چرخه) از جمله مشکلاتی است که واحدهای قله‌سایی به‌طور دائم با آن مواجه خواهند شد؛ در نتیجه، حساسیت کم به تغییرات شرایط، یکی از ملاک‌های مهم در انتخاب فرایند مناسب می-باشد. در این تحقیق، از روش آنالیز حساسیت بی‌بعد جهت مطالعه رفتار چرخه‌های مایع‌ساز استفاده شده است. نتایج تحقیق بیانگر این موضوع است که چرخه مبرد چند جزئی علی‌رغم توان مصرفی کم‌تر، در اغلب موارد نسبت به تغییرات محیطی و عملیاتی حساس‌تر بوده و حتی در برخی موارد، اغتشاش اعمالی در محدوده مجاز خطای احتمالی وسایل اندازه‌گیری (نظیر ۲۰ کیلو پاسکال عدم قطعیت یا نوسان در فشار مکش کمپرسور) سبب اختلال در عملکرد کل فرایند مایع‌سازی (ورود مایع به کمپرسور) می‌شود.

---

در این مطالعه روش شبیه سازی دینامیک مولکولی برای بررسی انتشار موج شوک در یک جامد مورد استفاده قرار می گیرد. جعبه شبیه سازی شامل ۵۱۸۴۰ اتم در دمای ۵ کلوین است که اتم ها با پتانسیل دوجسمی با یکدیگر برهمکنش می کنند. موج شوک توسط حرکت یک پیستون با سرعت های متفاوت در جامد ایجاد می شود که سرعت موج شوک ایجاد شده در تطابق خوبی با نتایج تجربی و منحنی هوگونیت می باشد. پیستون از یک طرف جعبه شبیه سازی با سرعت های از ۱,۲ تا ۱.۳ برابر سرعت صوت در جامد آرگون در یک چگالی مشخص به نمونه برخورد می کند. برخی خواص ترمودینامیک نظیر چگالی، دما و فشار در طول انتشار موج شوک اندازه گیری می شوند. نشان داده می شود که این کمیت های ترمودینامیکی (چگالی، دما و فشار) به صورت قابل ملاحظه ای هنگامیکه موج شوک از جامد عبور می کند افزایش می یابند. همچنین نشان داده می شود که ایجاد کرنش اولیه در جامد به اندازه ۶.۵% باعث بهبود افزایش فشار ایجاد شده در جسم به اندازه ۹% می گردد. نتایج بدست آمده می توانند در بهبود قدرت موج شوک با ارائه توصیفی میکروسکوپی از فرآیند کاربرد داشته باشند.

---

در این تحقیق، سیستم مایع‌ساز گاز طبیعی دو طبقه‌ای مبرد چندجزیی -که بالاترین بازدهی را در بین چرخه‌های مایع‌سازی گاز طبیعی داراست- مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی، بررسی عملکرد سیستم مایع‌ساز گاز طبیعی دو طبقه‌ای مبرد چندجزیی تحت تاثیر تغییرات شرایط عملیاتی و محیطی خوراک می‌باشد. شرایط محیطی قابل تغییر در طول فرایند مایع‌سازی، دما، فشار و ترکیب گاز خوراک می‌باشند. برای مشاهده پاسخ سیستم مایع‌ساز دو طبقه‌ای مبرد مخلوطی به این تغییرات، سیستمی که قبلا طراحی و پیاده‌سازی شده است، به عنوان حالت پایه انتخاب گردید. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که با کاهش دما و افزایش فشار گاز طبیعی خوراک، کار مصرفی ویژه کاهش می‌یابد و از آن‌جا که در این شرایط حداقل دمای بین جریان‌های گرم و سرد در مبدل‌ها فقط اندکی از مقدار مجاز ۳ درجه سلسیوس کم‌تر شده می‌توان با قبول ضریب اطمینان (مقداری اندک) کم‌تر از حالت بهینه از این مزیت به وجود آمده استفاده کرد. هم‌چنین با افزایش دما و کاهش فشار گاز طبیعی خوراک، ضمن افزایش کار مصرفی ویژه، شرایط تداخل دمایی در مبدل‌ها اتفاق می‌افتد بنابراین باید از ورود گاز خوراک به این ناحیه‌ها با کنترل‌های خاص جلوگیری شود. هم‌چنین تغییر درصد مولی اجزای گاز طبیعی (کاهش اجزای سبک در ترکیب خوراک) باعث می‌شود مبدل حرارتی به سرعت به شرایط تداخل دمایی نزدیک ‌شود و با توجه به تغییر درصد مولی اجزای گاز در طول عمر چاه باید به مرور زمان ترکیب مبرد داخل چرخه نیز با توجه به شرایط جدید بهینه شود.