توسعه یک رابطه برای محاسبه نشت گاز طبیعی از خطوط توزیع گاز مدفون

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد-دانشگاه صنعتی شاهرود

2 استاد-گروه مهندسی مکانیک-دانشگاه شاهرود

3 استادیار-گروه مهندسی مکانیک-دانشگاه حکیم سبزواری

چکیده

مقاله حاضر به محاسبه میزان نشت گاز طبیعی از یک سوراخ کوچک واقع بر سطح لوله و ارائه یک رابطه برای محاسبه آن پرداخته است. لوله در خطوط توزیع گاز درون‌شهری واقع بوده، جریان به‌صورت آشفته می‌باشد و خاک به‌صورت یک ناحیه متخلخل درنظر گرفته شده است. نتایج به-دست آمده نشان می‌دهد که در سوراخ‌های با قطر کوچک، سرعت تخلیه به سرعت صوت رسیده و به-اصطلاح خفگی در جریان رخ می‌دهد. همچنین پس از نفوذ گاز طبیعی به داخل خاک و برخورد به ذرات خاک و هوای عبوری از بین ذرات خاک، یک جفت گردابه در داخل خاک تشکیل می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


1[ شامحمدی ابراهیم، لنگری مبین، نادری فر عباس، "محاسبه شدت جریان گاز خروجی از نشتی در لوله­های گاز"، نخستین همایش بین­المللی بازرسی و ایمنی در صنایع نفت و انرژی، تهران، ایران، (1389).

 

[2] Yiting, H., Guoning, R., Wangzuo, C., Jinhua, P., Ronghai, L., Xinfu, Z., and Keqing, C., "Quantitative Risk Analysis on the Leakage of Compressed Natural Gas Pipeline", China Safety Science Journal, Vol. 13, No. 6, pp. 21-24, (2003).

 

[3] Flatt, R., "A Singly-Iterative Second-order Method of Characteristics for Unsteady Compressible One-dimensional", Communications in Applied Numerical Methods, Vol. 1, No. 6, pp. 269-274, (1985).

 

[4] Costello, K., "Lost and Unaccounted-for Gas: Challenges for Public Utility Regulators", Utilities Policy, Vol. 29, No. 1, pp. 17-24, (2014).

 

[5] Arpino, F., Dell’Isola, M., Ficco, G., and Vigo, P., "Unaccounted for Gas in Natural Gas Transmission Networks: Prediction Model and Analysis of the Solutions", Journal of Natural Gas Science and Engineering, Vol. 17, No.1, pp. 58-70, (2014).

 

[6] Montiel, H., Vìlchez, J., Arnaldos, J., and Casal, J., "Historical Analysis of Accidents in the Transportation of Natural Gas", Journal of Hazardous Materials, Vol. 51, No. 1-3, pp. 77-92, (1996).

 

]7[ جابری خسروشاهی، علیرضا، حسین پور، سیامک، نورالهی بسطام، نوراله، "شبیه­سازی جریان و تعیین دبی گاز خروجی هنگام شکست کامل لوله با در نظر گرفتن خواص گاز واقعی"، نخستین کنفرانس بین­المللی نفت، گاز و پتروشیمی با رویکرد توسعه پایدار (ارتباط دانشگاه با صنعت)، تهران، ایران، (1393).

 

[8] Nouri-Borujerdi, A., "Transient Modeling of Gas Flow in Pipeline Following Catastrophic Failure", Mathematical and Computer Modeling, Vol. 54, No. 11-12, pp. 3037-3045, (2011).

 

[9] Montiel, H., Vìlchez, J., Casal, J., and Arnaldos, J., "Mathematical Modeling of Accidental Gas Releases", Journal of Hazardous Materials, Vol. 59, No. 2-3, pp. 211-233, (1998).

 

[10] Luo, J. L., Zheng, M., Zhao, X. W., Huo, C. Y., and Yang, L., "Simplified Expression for Estimating Release Rate of Hazardous Gas from a Hole on High-pressure Pipelines", Journal of Loss Prevention in the Process Industries, Vol. 19, No. 3, pp. 362-366, (2006).

 

[11] Woodward, J. L., and Mudan, K. S., "Liquid and Gas Discharge Rates through Holes in Process Vessels", Journal of Loss Prevention in the Process, Vol. 4, No. 9, pp. 161-165, (1991).

 

[12] Yuhu, D., Huilin, G., Jing᾿en, Z., and Yaorong, F., "Mathematical Modeling of Gas Releases through Holes in Pipelines", Chemical Engineering Journal, Vol. 92, No. 1-3, pp. 237-241, (2003).

 

[13] Oke, A., Mahgerefteh, H., Economou, I., and Rykov, Y., "A Transient Outflow Model for Pipeline Puncture", Chemical Engineering Science, Vol. 58, No. 20, pp. 4591-4604, (2003).

 

[14] Jo, Y., and Ahn, B., "A Simple Model for the Release Rate of Hazardous Gas from a Hole on High-pressure Pipelines", Journal of Hazardous Materials, Vol. 97, No. 1-3, pp. 31-46, (2003).

 

]15[ نورالهی، احسان، داورپناه، سید احسان، برادران رحیمی، اصغر، "شبیه­سازی نشتی خطوط لوله گاز با استفاده از روش مشخصه­ها"، دوازدهمین کنفرانس دینامیک شاره­ها، بابل، ایران، (1388).

 

[16] Kostowski, W. J., and Skorek, J., "Real Gas Flow Simulation in Damaged Distribution Pipelines", Energy, Vol. 45, No. 1, pp. 481-488, (2012).

 

[17] Lu, L., Zhang, X., Yan, Y., Li, J. M., and Zhao, X., "Theoretical Analysis of Natural-gas Leakage in Urban Medium-pressure Pipelines", Journal of Environment and Human, Vol. 1, No. 2, pp. 71-86, (2014).

 

[18] FLUENT 6.3 User᾿s Guide, February (2003).

 

[19] Versteeg, H. K., and Malalasekera, W., "An Introduction to Computational Fluid Dynamics; the Finite Volume Method", Longman Scientific and Technical, London, (1995).

 

[20] Ewing, R. E., Wang, J., and Weekes, S., "On the Simulation of Multicomponent Gas Flow in Porous Media", Applied Numerical Mathematics, Vol. 31, No. 4, pp. 405-427, (1999).

 

[21] Launder, B. E., and Spaldind, D. B., "The Numerical Computation of Turbulent Flows", Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol. 3, No. 2, pp. 269-289, (1974).

 

]22[ جابری خسروشاهی، علیرضا، "ارزیابی و تحلیل مقدار گاز طبیعی تخلیه شده از لوله به محیط"، پایان­نامه مقطع کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی سهند، (1393).

 

[23] Itoh, O. T., "Thermal Properties of Soils", CRREL, United States, (1981).

 

[24] Ergun, S., "Fluid Flow through Packed Columns", Chemical Engineering Progress, Vol. 48, No. 2, pp. 89-94, (1952).

 

[25] Handbook of Polyethylene Pipe, Second Edittion, Plastics Pipe Institute (PPI), Decker Court , (2007).

 

[26] Engineering Data Book, Twelfth Edittion, Gas Processors Suppliers Association (GPSA), Oklahoma, (2004).