مهندسی شيمی و نفت

[فلفل نمك]

مهندسی نفت .. مهندسی نفت کاربرد دانش، فناوری، ریاضیات و اقتصاد در فرآیند اکتشاف، استخراج و تصفیه نفت، گاز و ترکیبات هیدروکربوری از مخازن زیرزمینی و انتقال آنها به پالایشگاه، صنایع پایین دستی و مصرف کننده است

[فلفل نمك]

معرفی انواع گاز

گاز ساختگي (SUBSTITUTE NATURAL)
گاز ساختگي را مي توان مانند گاز سنتز از گازسازي زغال سنگ و يا گازرساني مواد نفتي بدست اورد ارزش گرمايي اين گاز در مقايسه با گاز سنتز بسيار بالاتر است چون مانند گاز طبيعي بخش عمده آن را گاز متان تشكيل مي دهد. گاز ساختگي را مي توان با روش لورگي نيز بدست آورد ( همچنين نگاه كنيد به لورگي - رهرگس فرايند) . نمودار ساده جريان در گازسازي زغال سنگ براي توليد گاز ساختگي در شكل نشان داده شده است.

گاز سنتز (SYNTHESIS GAS)
گاز سنتز گازي است بي بو ، بي رنگ و سمي كه در حضور هوا و دماي 574 درجه سانتيگراد بدون شعله مي سوزد. وزن مخصوص گاز سنتز بستگي به ميزان درصد هيدروژن و كربن منواكسيد دارد از گاز سنتز مي توان به عنوان منبع هيدروژن براي توليد آمونياك ،متانول و هيدروژن دهي در عمليات پالايش و حتي به عنوان سوخت استفاده كرد گاز سنتز از گاز طبيعي ، نفتا، مواد سنگين و زغال سنگ بدست مي آيد . معمولا براي توليد هر يك تن گاز سنتز كه در آن نسبت مولي H2/CO=1 باشد ، به 0/55 تن متان نياز است . در صورتي كه اين نسبت 3 باشد 0/49 تن متان لازم خواهد بود. تهيه گاز سنتز از منابع هيدروكربورها امكان پذير است كه به شرح زير خلاصه مي شود:
1- تهيه گاز سنتز از زغال سنگ در فرايند تهيه گاز سنتز از زغال سنگ و يا گازي كردن زغال سنگ بخار آب و اكسيژن در دماي 870 درجه سانتيگراد و فشار 27 اتمسفر با زغال سنگ تركيب مي شود محصول حاوي 22.9 درصد هيدروژن 46.2 درصد كربن منو اكسيد ،7.8 درصد كربن دي اكسيد ، 22.5 درصد آب و 0.6 درصد كربن متان و نيتروژن است پس از جداسازي گاز كربن دي اكيد ، محصول براي فروش از طريق خطوط لوله عرضه مي شود. در نمودار زير فرايند توليد گاز سنتز از زغال سنگ نشان داده شده است.
2- تهيه گاز سنتز از مواد سنگين نفتي مواد سنگين نفتي با اكسيژن ( نه هوا) در دماي 1370 درجه سانتيگراد و فشار 102 اتمسفر تركيب شده و گاز سنتز توليد مي كند.
3- تهيه گاز سنتز از نفتا نفتا با بخار آب در مجاورت كاتاليست نيكل در دماي 885 درجه سانتيگراد و فشار 25 اتمسفر تركيب وگاز سنتز حاصل مي شود.
4- تهيه گاز سنتز از گاز طبيعي اين روش كه در جهان متداول تر است در در دو مرحله كراكينگ و خالص سازي ، گاز طبيعي به گاز سنتز تبديل مي گردد.در اين روش از كبالت ، موليبديم و اكسيد روي به عنوان كاتاليست استفاده مي شود.
محصول نهايي حاوي 83.8 درصد هيدروژن ، 14.8 درصد كربن منواكسيد 0.1 درصد كربن دي اكسيد و مقداري متان نيتروژن و بخار آب است. فرايند تهيه گاز سنتز از زغال سنگ در شكل نشان داده شده است.

گاز شهري (TOWN GAS)

اصطلاحا به گازي گفته مي شود كه از طريق خط لوله از يك مجتمع توليد گاز به مصرف كنندگان تحويل مي شود . گاز شهري يا از زغال سنگ و يا از نفتا توليد و در مناطقي مصرف مي شود كه يا گاز طبيعي در دسترس نباشد و يا زغال سنگ ارزان به وفور يافت شود تركيب گاز شهري هيدروژن %50، متان%20 تا %30، كربن منواكسيد %7 تا %17، كربن دي اكسيد%3، نيتروژن %8، هيدروكربورها %8

علاوه بر اين ناخالصي هاي ديگري مانند بخار آب ، امونيال ، گوگرد، اسيد سيانيدريك نيز در گاز شهري وجود دارد. به گاز شهري گاز زغال سنگ و يا گاز سنتز نيز مي گويند. در ايران گازي كه از طريق خط لوله به مشتركين در شهرها عرضه مي گردد گاز طبيعي است و تركيب آن مشابه گاز شهري نيست.

گاز شيرين (SWEET GAS)

گازشيرين گازي است كه هيدروژن سولفيد و كربن دي اكسيد آن گرفته شده باشد.

گاز طبيعي (NATURAL GAS)
گاز طبيعي عمدتا از هيدروكربوها همراه با گازهايي مانند كربن دي اكسيد ، نيتروژن و در بعضي از مواقع هيدروژن سولفيد تشكيل شده است بخش عمده هيدروكربورها را گاز متان تشكيل مي دهد و هيدروكربورهاي ديگر به ترتيب عبارتند از اتان ، پروپان ، بوتان، پنتان و هيدروكربورهاي سنگين تر ناخالصي هاي غيرهيدروكربوري نيز مانند آب ، كربن دي اكسيد ، هيدروژن سولفيد و نيتروژن در گاز طبيعي وجود دارد. گاز چنانچه در نفت خام حل شده باشد گاز محلول (SOLUTION GAS ) نام دارد و اگر در تماس مستقيم با نفت از گاز اشباع شده باشد گاز همراه (ASSOCIATED GAS) ناميده مي شود.

گاز غير همراه ( NON-ASSOCIATED GAS)از ذخايري كه فقط قادر به توليد گاز به صورت تجاري باشد استخراج مي شود در بعضي موارد گاز غير همراه حاوي بنزين طبيعي و يا چكيده نفتي ( CONDENSATE) استخراج مي شود كه حجم قابل توجهي از گاز را از هر بشكه هيدروكربور بسيار سبك آزاد مي كند.

گاز طبيعي فشرده ( COMPRESSED NATURAL GAS)

گاز طبيعي عمدتا از متان تشكيل شده است و دراكثر نقاط جهان يافت مي شود. (نگاه كنيد به گاز طبيعي ) گاز طبيعي را مي توان از طريق خط لوله و يا به صورت گاز طبيعي مايع شده (LNG) با نفتكش حمل نمود. از گاز طبيعي فشرده و يا به اختصار سي ان جي مي توان در اتومبيل هاي احتراقي به عنوان سوخت استفاده كرد در حال حاضر حدود يك ميليون وسيله نقليه در جهان با گاز فشرده حركت مي كنند. در ايتاليا در مقياس وسيعي از سي ان جي استفاده مي شود و در زلاندنو و آمريكاي شمالي نيز استفاده از گاز طبيعي فشرده رواج دارد.

تركيبات گاز طبيعي متفاوت است و بستگي به نوع ميدان گازي دارد كه از ان بدست امده است ناخالصي ها شامل هيدروكربورهاي سنگين ، نيتروژن ، دي اكسيد، اكسيژن و هيدروژن سولفيد مي باشد. در اتومبيل گاز طبيعي فشرده بايد در مخزن سنگين و بزرگ و در فشاري برابر 220 اتمسفر ذخيره گردد. البته از لحاظ ميزان ذخيره و ارزش حرارتي سي ان جي كه حدود 8/8 هزار ژول /ليتر است ( در مقايسه بنزين حدود 32 هزار ژول مي باشد مسافتي كه اتومبيل مي پيمايد محدود خواهد بود. علاوه بر اين به علت محدوديت تعداد ايستگاه اي سوخت گيري اتومبيل بايد به نحوي طراحي شود كه علاوه بر سي ان جي بتواند از بنزين هم استفاده نمايد. مزاياي سي ان جي به شرح زير است:
1- موتور در هواي سرد به راحتي روشن مي شود.
2-سي ان جي اكتان بسيار بالايي دارد.
3- تميز مي سوزد و ته نشين كمتري در موتور ايجاد مي كند.
4- هزينه تعميراتي موتور كمتر است.
5- مواد آلاينده ناچيزي از اگزوز خارج مي گردد.
معايت سي ان جي به شرح زير است:
1- چون به صورت گاز وارد موتور مي شود هواي بيشتري در مقايسه با بنزين جايگزين مي كند و در نتيجه كارايي حجمي پايين تري دارد.
2- مسافت كوتاه تري در مقايسه با اتومبيل هاي بنزين طي مي كند مگر انكه موتور بتواند علاوه بر گاز از بنزين هم استفاده نمايد.
3- قدرت موتور اتومبيل هاي گاز سوز رويهمرفته 15 درصد كمتر از اتومبيل هاي بنزين سوز است.
4- ساييدگي نشيمنگاه شير كه بستگي به ميزان رانندگي دارد بيشتر است.
5- خطر بيشتر آتش سوزي در هنگام تصادف در مقايسه با اتومبيل هاي بنزيني ( البته تاكنون در سوابق ايمني خطر بيشتر ثابت نشده است)
در ايران طرح گاز سوز كردن خودروها يا استفاده از گاز طبيعي فشرده يكي از برنامه هاي اساسي شركت ملي گاز ايران است در شهرهاي شيراز ، مشهد و تهران چندين جايگاه تحويل سوخت با تاسيسات و دستگاه هاي جانبي و كارگاه تبديل سيستم خودروها از بنزين سوز به گاز سوز احداث شده و مورد بهرهه برداري قرار گرفته است و عمليات اجرايي براي ساخت تعداد ديگري ايستگاه در دست اجرا قرار دارد.

مايعات گاز طبيعي (NATURAL GAS LIQUIDS)

مايعات گاز طبيعي معمولا همراه با توليد گاز طبيعي حاصل مي شود. مايعات گازي (Gas liquids) نيز مترادف مايعات گاز طبيعي مي باشد. مايعات گاز طبيعي را نبايد با گاز طبيعي مايع و يا ال ان جي اشتباه كرد مواد متشكله در مايعات گاز طبيعي عبارت است از اتان ، گاز مايع ( پروپان و بوتان ) و بنزين طبيعي (natural gasoline) و يا كاندنسيت ( condensate) كه درصد هر كدام بستگي به نوع گاز طبيعي و امكانات بهره برداري دارد.

در سال 1996 كل توليد مايعات گاز طبيعي در جهان بالغ بر روزانه 5.7 ميليون بشكه بوده كه از اين مقدار توليد اوپك در حدود 2.6 ميليون بشكه در روز گزارش شده است.

گاز طبيعي مايع ( Liquefied natural gas LNG)

گاز طبيعي عمدتا از متان تشكيل شده است و چنانچه تا منهاي 161 درجه سانتيگراد در فشار اتمسفر سرد شود به مايع تبديل مي شود و حجم ان به يك ششصدم حجم گاز اوليه كاهش مي يابد در نتيجه حمل آن در كشتي هاي ويژه به مراكز مصرف امكان پذير مي شود براي مايع كردن گاز متان مي توان آن را تا 2/5 درجه سانتيگراد زير صفر خنك نمود و تحت زير صفر خنك نمود و تحت فشار 45 اتمسفر به مايع تبديل كرد اين روش از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه است ولي از طرف ديگر حمل ان تحت فشار زياد احتياج به مخازن بسيار سنگين با جدار ضخيم دارد كه امكان پذير نيست و از نظر ايمني توصيه نمي شود در نتيجه در فرايند توليد گاز طبيعي مايع ، فشار آن رابه اندكي بيش از يك اتمسفر كاهش مي دهند تا حمل آن آسان باشد.

اولين محموله گاز طبيعي مايع يا به اختصار ال ان جي به صورت تجاري در سال 1964 از الجزاير به بريتانيا حمل شد و از ان هنگام تجارت گاكردن امكانات بندري و ذخيره سازي در بنادر بارگيري و تخليه و همچنين ساخت كشتي هاي ويژه حمل ال ان جي احتياج به سرمايه گذاري هنگفتي دارد در حالي كه قيمت فروش گاز طبيعي مايع در حال حاضر در سطح نازلي است لذا فروشنده و خريدار بايد قبلاً نسبت به انعقاد يك قرارداد طولاني 15 الي 20 ساله نحوه قيمت گذاري و ساير شرايط توافق لازم را به عمل آورند.
در توليد گاز مايع چهار مرحله عمده وجود دارد:
1- جداسازي ناخالصي ها كه عمدتا از كربن دي اكسيد و در برخي از موارد تركيبات گوگردي تشكيل شده است.
2- جداسازي آب كه اگر در سيستم وجود داشته باشد به كريستالهاي يخ تبديل شده و موجب انسداد لوله ها مي گردد.
3- تمام هيدروكربورهاي سنگين جدا شده و تنها متان و اتان باقي مي ماند.
4- گاز باقي مانده تا 160 درجه سانتگراد سرد شده و به حالت مابع در فشار اتمسفر تبديل مي شود.
گاز طبيعي مايع در مخازن ويژه عايق كاري شده نگهداري و سپس براي حمل به كشور مقصد تحويل كشتي هاي ويژه سرمازا( CRYOGENIC TANKERS) مي گردد. در حين حمل معمولا بخشي از گاز تبخير شده به مصرف سوخت موتور كشتي مي رسد. در بندر مقصد گاز طبيعي مايع تخليه مي گردد تا هنگام نياز به مصرف برسد قبل از مصرف گاز طبيعي مايع مجدداً به گاز تبديل مي شود. در فرايند تبديل مجدد به گاز سرماي زيادي آزاد مي شود كه مي توان از اين سرما مثلا براي انجماد موادغذايي و يا مصارف ديگر تجاري استفاده كرد .

گاز غير همراه (NON-ASSOCIATED GAS)

گاز غير همراه از مياديني كه تنها توليد گاز از انها به صورت اقتصادي امكان دارد استخراج مي شود به گاز استخراج شده از ميادين نفت ميعاني كه درصد گاز حاصله از هر بشكه هيدروكربورهاي مايع سبكه خيلي زياد است نيز گاز غير همراه مي گويند.

كلاهك (CAG CAP)

حجمي از لايه مخزن در اعماق زمين را كلاهك گاز و يا گنبد گاز (GAS DOME) ناميده اند كه در آن گاز در بالاي نفت جمع شود. معمولا مرتفع ترين ، يا يكي از مرتفع ترين مناطق لايه مخزن محسوب مي گردد.

گاز كلاهك گاز (GAS CAP GAS)

گاز كلاهك به گازي گفته مي شود كه در كلاهك گاز محبوس شده باشد.

گاز مايع (LPG)

مايع و يا به اختصار ال پي جي از پروپان و بوتان تشكيل شده است گازي كه در سيلندر نگهداري مي شود و در منازل مورد استفاده قرار مي گيرد همان گاز مايع و يا مخلوط پروپان و بوتان است. گاز مايع را مي توان از سه منبع بدست آورد:

1- گاز طبيعي غير همراه
گاز ترو ترش از ميدان گاز طبيعي را پس از خشك كردن و گوگردزدايي مي توان تفكيك كرد و پروپان و بوتان را بدست آورد.
2- گاز طبيعي همراه
پس از تفكيك و پالايش گاز طبيعي همراه با نفت خام نيز مي توان پروپان و بوتان آن را جدا نمود.
3- نفت خام
بخشي از پروپان و بوتان در نفت خام باقي مي ماند كه مي توان آن را با پالايش نفت خام بدست آورد همچنين در فرايند شكستن ملكولي و يا فرايند افزايش اكتان بنزين نيز ، پروپان و بوتان به صورت محصول جانبي حاصل مي شود.
در آميزه گاز مايع درصد پروپان و بوتان بسيار مهم است در تابستانها كه هوا گرم است درصد بوتان را اضافه مي كنند ولي در زمستان با افزايش ميزان پروپان در حقيقت به تبخير بهتر آن كمك مي نمايند معمولا درصد پروپان در گاز مايع بين 10 الي 50 درصد متغير است .
در جهان روزانه بيش از 5 ميليون بشكه گاز مايع مصرف مي شود مصارف گاز مايع در كشورهاي مختلف متفاوت است متوسط درصد مصرف آن طي دهه 1990 در جهان در بخش هاي مختلف به شرح زير است:
تجاري و خانگي %60، صنايع شيميايي %15، صنعتي %15، خدماتي %5، توليد بنزين%5
هر تن متر يك پروپان معادل 12.8 بشكه و بوتان برابر 11.1 بشكه است.
گاز مايع را با كاميون هاي مخصوص خط لوله و يا كشتي هاي ويژه اي كه براي همين منظور ساخته شده است حمل مي نمايند.

گاز مشعل (FLARE GAS)
هيدروكربورهاي سبك ممكن است به صورت گاز از شيرهاي ايمني در دستگاه هاي بهره برداري ، پالايشگاه ها و يا مجتمع هاي پتروشيمي ، گذشته و از طريق مشعل سوزانده شود چنانچه يكي از واحدهاي پالايشگاه به علت بروز اشكالاتي در سيستم برق يا آب سرد كننده از كار بيفتد لازم است كه مقادير خوراك مجتمع و يا محصولات پالايشگاه از طريق دودكش به مشعل هدايت و سوزانده شود تا از خطرات احتمالي جلوگيري شود.

در مجتمع هاي بزرگتر و مجهزتر معمولا دستگاه هاي بازياب نصب شده كه مي توان در مواقع اضطراري بخشي از مايعات و يا گازها را به انجا هدايت كرد و از وسوختن آنها جلوگيري نمود.

گاز همراه (ASSOCIATED GAS)

گاز همراه يا به صورت محلول در نفت خام است كه در مراحل بهره برداري از نفت خام جدا مي شود و يا به صورت جداگانه از نفت خام اشباع شده حاصل مي شود.




چند تعريف:


نفت سفید: نفت سفید برشی از نفت خام و متشکل از سه نوع هیدروکربور پارافینی، نفتینی و آروماتیک می باشد. این فرآورده به عنوان سوخت گرمایشی و سوخت مراکز حرارتی به کار می رود و یکی از موارد اصلی تشکیل دهنده سوخت جت است.


نفت کوره: نفت کوره از بازمانده تقطیر نفت خام در برجهای تقطیر پالایشگاه به دست می آید. این فرآورده به سبب دارا بودن هیدروکربورهای سنگین، به آسانی نمی سوزد و یکی از سوختهای عمده کشتیها و واحدهای بزرگ صنعتی از جمله نیروگاههای برق به شمار می رود.


نفت گاز: نفت گاز فرآورده ای است که بعد از برش نفت سفید به دست می آید و به عنوان سوخت ماشین آلات کشاورزی، صنعتیو سوخت تعدادی وسایل نقلیه عمومی و تأسیسات حرارتی به کار می رود


بنزین موتور: بنزین موتور آمیزه ای است از هیدروکربورها به طور عمده حلقوی وایزومره با نسبتهای متفاوت که برای افزایشدرجه آرام سوزی آن، برخی از ترکیبات آلی به آن اضافه می شود.


گاز طبیعی (گاز غنی): گاز تولیدی از منابع نفتی و گازی را گاز طبیعی یا غنی می گویند که به صورت «کلاهک» همراه با نفت (مانند مانند گاز منطقه آغاجاری) و «مستقل» (نظیر ذخایر گاز سرخس و سرخون) قابل دسترسی می باشد.


گاز سبک: گاز غنی (طبیعی) پس از طی مراحل جداسازی و پالایش، به سبک تبدیل می شود. منظور از جداسازی، جداکردن مایعات و میعانات گازی از گاز غنی است.


گاز مایع: گاز مایع مخلوطی است از پروپان و بوتان نرمال که دراثر شرایط محیط و مصرف نسبت حجمی این دو ماده در مخلوطتغییر می یابد و در تحت فشاری حدود 110 – 100 پوند بر اینچ مربع به صورت مایع در می آید.


مشترک گاز: عبارت است از شخص حقیقی یا حقوقی که طبق روش پذیرش متقاضیان گاز پس از تحویل مدارک مورد نظر و پرداخت حقوق و هزینه های متعلقه، مشخصاتش در دفتر پذیرش اشتراک ثبت شده و شماره اشتراک به وی اختصاص یافته باشد.


مصرف کننده گاز: به مشترکینی اطلاق می گردد که جریان گاز آنها پس از طی مراحل اشتراک پذیری راه اندازی شده باشد.


انشعاب گاز: به خطوطی که جهت ارسال گاز از خطوط انتقال، خطوط تغذیه و شبکه تا ایستگاه اختصاصی مشترک نصب می شود
انشعاب اطلاق می گردد.

[فلفل نمك]

انتقال گاز براي فواصل طولاني همواره با مشکلات خاصي روبرو ميباشد. امروزه تکنولوژي LNG به عنوان راهکاري کاملاً اقتصادي و قابل اطمينان در اين زمينه مطرح است. اما پيشرفت‌هاي اخير در زمينة استفاده از ساير تکنولوژي‌ها نيز باعث گرديده است که روش‌هايي نظير CNG و هيدرات هم به عنوان راه‌حلي براي انتقال گاز به فواصلطولاني مطرح گردند. اين مطلب سعي نموده تا تحليلي از وضعيت اين تکنولوژي‌ها ارايه دهد:

بدون شک گاز طبيعي منبع مهم تامين انرژي در قرن جديد است. امروزه تکنولوژي‌هاي بسياري براي استحصال، انتقال و به‌کارگيري از منابع گازي رشد يافته‌اند.
توسعة سريع صنعت گاز نيز تاثيرپذير از تکنولوژي‌هاي مهمي بوده است که از اواسط قرن بيستم مطرح شده‌اند. انتقال گاز طبيعي به واسطة ماهيت گازي آن عموماً با دشواري مواجه است و حتي استفاده از ساده‌ترين روش انتقال يعني خطوط لوله در فواصل طولاني با مشکلات زيادي روبرو مي‌شود.
با توجه به توانايي هاي موجود تکنولوژي براي انتقال گاز به فواصل دوردست، روش LNG گاز طبيعي مايع‌شده به عنوان يک روش اقتصادي توانسته دشواري حمل گاز را مقدار زيادي مرتفع سازد.
برخي از کارشناسان تبديل گاز به فراورده هاي مايع (GTL) را نيز راهکاري مناسب جهت انتقال گاز به بازارهاي دوردست بيان مي نمايند؛ زيرا معتقدند با وجود اين که هنوز تکنولوژي GTL به طور گسترده مورد استفاده کشورهاي دارنده گاز قرار نگرفته است، حمل فرآورده هاي مايع به بازارهاي مصرف بسيار ساده تر و کم هزينه‌تر از روش تبديل به LNG مي باشد. علاوه بر آن فرآورده هاي مايع گاز را به سهولت مي توان در بازار مصرف به فروش رساند ولي به دليل نوع خاص تقاضاي LNG که به تاسيسات دريافت خاصي نيازمند است, فروش LNG همواره دشواري بيشتري دربردارد.
به واسطه هزينه هاي بالا براي انتقال گاز طبيعي در هر يک از تکنولوژي هاي فوق الذکر, تحقيق و پژوهش براي يافتن راهکارهاي ديگر همواره ادامه دارد. در اين راستا علاوه بر تکنولوژي LNG و GTL، تکنولوژي‌هاي CNG و هيدرات نيز ممکن است بتوانند به عنوان راهکاري مناسب و ارزان براي انتقال گاز مطرح شوند.

تکنولوژي CNG
تکنولوژي CNG يا گاز طبيعي فشرده شده، براي انتقال گاز طبيعي در مسافت‌هاي طولاني، قابليت مهمي به شمار مي رود. CNG را مي‌توان در کشتي‌هاي مخصوصي ذخيره و سپس به مقاصد مورد نظر حمل نمود. اگرچه يک کشتي حامل CNG نمي‌تواند گاز را به مقادير بارگيري شده در کشتي‌هاي LNG انتقال دهد، ولي روش مايع‌سازي و همچنين تبديل مجدد به گاز در تکنولوژي CNG سهل‌تر و بسيار کم‌هزينه‌تر از LNG است.
ذخيره‌سازي گاز در کشتي‌هاي CNG به صورت نگهداري گاز در لوله‌هايي با تحمل فشار 3000-1500 psi و به قطر 18 تا 36 اينچ مي‌باشد. اين لوله‌ها که به‌صورت افقي و عمودي در کشتي تعبيه شده‌اند, توانايي ذخيره سازي مقادير زيادي گاز را در خود دارند. براي کاهش خطرات احتمالي, دماي اين لوله‌ها در 20- درجه سانتي‌گراد حفظ مي‌شود.
به دليل فشار بالاي CNG در مخازن لوله‌اي شکل، بالابودن احتمال خطر انفجار از مشکلات اساسي عملي‌نشدن کاربرد وسيع تکنولوژي CNG در جهان مي‌باشد.
امروزه استفاده از تکنيک‌هاي جديد در ساخت کشتي‌هاي CNG يعني به‌کارگيري لوله‌هايي به قطر 6 اينچ که به‌صورت قرقره‌هاي بزرگ در درون کشتي تعبيه مي‌شوند، پيشنهاد شده است. اين کشتي‌ها توانايي ذخيره‌سازي بيشتري از گاز را در خود دارند. تکنولوژي CNG براي انتقال گاز مخازن آب‌هاي عميق که عملاً انتقال گاز آنها با خط لوله به ساحل با دشواري و هزينه بالا روبرو است, مي‌تواند کاربرد يابد.
سادگي فرايند توليد CNG و تکنولوژي‌ ساده‌تر ساخت کشتي‌هاي حمل آن نسبت به LNG, طرح‌هاي CNG را به عنوان گزينة بالقوه‌اي براي انتقال گاز مطرح نموده است.
با توجه به شرايط موجود تکنولوژي CNG, استفاده از آن تنها براي انتقال گاز تا فواصل 2500 مايل مطمئن به نظر مي‌رسد. تحقيقات در زمينة استفاده از تکنولوژي CNG براي انتقال گاز طبيعي در کشورهاي آمريکا و استراليا همچنان ادامه دارد.
تکنولوژي هيدرات
هيدرات جامدي است بلوري که از مولکول‌هاي آب تشکيل شده است و در حقيقت مولکول‌هاي گاز در درون آن به دام افتاده‌اند. گازهاي زيادي هستند که قابليت تشکيل هيدرات را دارند. از آن جمله مي‌توان به هيدروکربن‌هايي با تعداد اتم‌هاي پايين نظير متان اشاره کرد.
شرايط تشکيل هيدرات عبارتند از: 1- فشار و دماي مناسب 2- وجود مولکول آب 3- وجود مولکول گاز
از دهة 1960 که هيدرات گازي به عنوان عاملي مزاحم در خطوط لوله گاز به‌وجود آمد, ايده انتقال گاز طبيعي به‌وسيلة هيدرات در ذهن بسياري از دانشمندان شکل گرفت.
به دليل آنکه دماي حمل هيدرات بالاتر از دماي حمل LNG مي‌باشد، هيدرات گازي را به سهولت مي‌توان انتقال داد. از اين رو تکنولوژي ساخت کشتي‌هاي حمل هيدرات پيچيدگي بسيار کمتري نسبت به کشتي‌هاي حمل LNG خواهد داشت و تاسيسات توليد هيدرات بسيار ساده‌تر از تاسيسات LNG مي‌توانند طراحي گردند.
اما مشکل اساسي, حجم کمتر گاز منتقل شده مي‌باشد. براساس مطالعات انجام شده در اين زمينه, هر يک متر مکعب هيدرات, 175 متر مکعب گاز را در خود جاي مي‌دهد. در صورتيکه در تکنولوژي LNG کاهش حجم به يک ششصدم مي‌رسد و اين موضوع در اقتصادي‌بودن طرح‌هاي انتقال گاز به‌خصوص فواصل دوردست بسيار پراهميت است.
با اين وجود, هنوز اميدهاي زيادي وجود دارد تا هيدرات به عنوان يک راه‌حل کاملاً اقتصادي جهت انتقال گاز به کار رود. در اين زمينه, شرکت BP با همکاري مراکز علمي ديگر مانند دانشگاه گودسن در حال ساخت پايلوتي است که توان توليد روزي 100 کيلوگرم هيدرات را دارد.
جمع‌بندي
آنچه مسلم است پيشرفت‌هاي تکنولوژي در زمينه هيدرات و CNG همچنان ادامه دارد ولي گمان مي‌رود تا سال 2020, راه حل مطمئن و اقتصادي براي انتقال گاز طبيعي به مناطق دوردست، استفاده از تکنولوژي‌ LNG و يا تبديل به فرآورده‌هاي مايع GTL و حمل آن به مناطق موردنظر ‌باشد.
تکنولوژي CNG در صورت کاهش‌دادن خطر انفجار در هنگام انتقال آن، مي‌تواند رقيبي براي تکنولوژي ‌LNG در فواصل کوتاه‌تر (2500مايل) باشد.
براي کشورهايي نظير کشور ما که داراي ذخاير عظيم گازي است، تحقيق و توسعه در زمينه طرح‌هاي هيدرات و CNG به عنوان راهکارهاي جديد انتقال گاز، حرکت مهمي در تحقيق و پژوهش صنعت گاز مي تواند به شمار رود.
ماخذ:
1.ABC TECHNICAL BULLETIN, 2002.

[فلفل نمك]

دکتر نويد مستوفي (شيمي 68) به همراه همکارانش دکتر فرهنگ جلالي و دکتر رحمت ستوده قره باغ در دانشکده مهندسي شيمي پرديس دانشکده هاي فني دانشگاه تهران موفق شدند، نرم افزاري طراحي کنند که نوعي محيط مجازي را براي اپراتورها و مهندسان شاغل در واحدهاي صنايع شيمي و پتروشيمي فراهم مي آورد. اين نرم افزار که نخستين بار در ايران طراحي شده با امکان تمرين در يک محيط مجازي، صرفه جويي ارزي فراواني را به دنبال دارد. براي توضيح بيشتر درباره اين نرم افزار پاي صحبت دکتر مستوفي نشستيم که مشروح آن در پي مي آيد.

آقاي دکتر! لطفا درباره اين نرم افزار توضيح دهيد.
_ در ابتدا يادآوري مي کنم که طراحي اين نرم افزار حاصل يک کار تيمي بود. تيم ما متشکل از من و آقاي دکتر جلالي و آقاي دکتر ستوده قره باغ اين نرم افزار را طراحي کرديم. محل انجام پروژه ها هم آزمايشگاه هاي شبيه سازي فرآيند و بهينه سازي فرآيند در دانشکده مهندسي شيمي بوده است.

نرم افزار دقيقا چه نوعي نرم افزاري است؟
OTS مخفف operator training simulator است . اين نرم افزار در حقيقت يک سيمولاتور (شبيه ساز) هست. همانطور که سيمولاتور پرواز به خلبانان در حال آموزش کمک مي کند قبل از آن که سوار هواپيما شوند، در آن محيط آموزش ببينند و باعث مي شود که آموزش کم هزينه شده و مهارت بالا رود. اين هم يک سيمولاتور براي صنايع شيميايي است. يعني دقيقا آن چيزي را که اپراتورها و مهندسان در اتاق کنترل مي بينند در اين محيط مجازي برايشان بازسازي مي کند. تنها تفاوت اين است که اطلاعات در واحد مستقيما از فرآيند گرفته مي شود و اينجا يک موتور نرم افزاري آن را با دقت مناسب شبيه سازي مي کند و به همان صورت واقعي واحد نشان مي دهد.

اين نرم افزار چه موارد مصرفي دارد؟
موارد مصرف خيلي زيادي دارد. مهم ترين مصرف آن آموزش اپراتور است. اپراتورهاي تازه کار که نمي توان واحد را دستشان داد و دارند کارآموزي مي کنند اينجا مي توانند تمرين کنند، ببينند با چه واحدي سر کار دارند. اين واحد چه امکاناتي دارد. به کمک اين نرم افزار هم با فلسفه کنترل و فرآيند آشنا مي شوند و هم تعاملشان با سيستم برايشان بازسازي مي شود. مي توانند مشاهده کنند اگر فاکتوري را تغيير دهند چه اتفاقي مي افتد و اگر يک واحد از شرايط عادي خارج شد و از يک حالت توليد به حالت ديگر توليد رفت، چطور بايد تصميم بگيرند. اپراتور با تمرين با اين نرم افزار خود را براي واکنش مناسب در حالت بحران آماده مي کند.
البته اين نرم افزار حالت هاي مختلف دارد. مثلا يک جايي اپراتور نمي تواند تصميم بگيرد و سو پر وايزر بايد تصميم بگيريد. اين مواقع نيز در نرم افزار پيش بيني شده است. کار با اين نرم افزار به اپراتور و س وپ ر وايزر کمک مي کند بتواند در مواقع لزوم تصميم درست بگيرند. براي مهندسان نيز مي تواند مورد استفاده قرار گيرد. براي آن که بتوانند حالت هاي مختلف عملياتي را تجربه کنند. مثلا بخواهند يک محصول با کيفيت متفاوت را توليد کنند. خوارک را تغيير داده و شرايط را عوض کنند. حتي در شرايط پيشرفته تر مي توان محاسبات عملياتي را نيز در آن انجام داد. مديرها نيز براي برنامه ريزي هاي فرآيندي مي توانند از آن استفاده کنند.

با اين نرم افزار مي توان شرايطي را که در حالت واقعي هزينه بر است تجربه کرد؟
اتفاقا يکي از مزاياي عمده اين نرم افزار همين است که مي توان بدون هزينه حالت هاي مد نظر را بررسي کرد. هم در آموزش و هم در برنامه ريزي. مثلا شرايط عملياتي يک برج يا راکتور را تغيير داد. اين کار در واقعيت انجام نمي شود. اپراتورها مجبورند دستورالعمل لايسنسور را اجرا کنند و جرات ندارند شرايط را خيلي تغيير دهند، مگر آن که لايسنسور به آنها بگويد. با اين نرم افزار بدون اين که مشکل فيزيکي پيش آيد مي توان شرايط را تغيير داد و نتيجه را بررسي کرد و در صورت مثبت بودن آن را در واحد واقعي به کار بست.

ميزان دقت آن چقدر است؟
ما با استفاده از روش هاي موجود دقت را بالا برده ايم و به شبيه سازي صرف اکتفا نکرده ايم. دقت هم آن چيزي است که در دنيا معمول است. براي عمليات معمولي براي حالت پايا تا 5 درصد خطا قابل قبول است و براي پارامترهاي خاص و مهم خطا را تا 2 درصد پايين مي آوريم. بعد مي توانيم با اطلاعالت موجود اين را چک کنيم. اگر واحد به کار نيافتاده باشد تنها چيزي که داريم داده ها مربوط به طراحي که طراح ارائه داده و اگر واحد در حال کار باشد مي توان از داده هاي واحد هم استفاده کرد. مسلما هر قدر داده ها بيشتر باشد مي توانيم اطمينان بيشتري در محدوده وسيع تري به دست آوريم. مي توان با حداقل دقت مورد نياز شروع کرد و بعد دقت را بالا برد.


اين نرم افزار مشابهي دارد؟
در ايران براي نخستين بار اين نرم افزار طراحي شده، اما در دنيا زياد استفاده مي شود. در ايران هم برخي واحدها اين نرم افزار را از طرف خارجي خريداري کرده اند. به خاطر مزايايي که گفتم مي تواند جاي پايلوت را بگيرد. پايلوت خيلي هزينه دارد. اگر اين نرم افزار از يک Shut Down ناخواسته جلوگيري کند، تمام هزينه هاي ناشي از آن صرفه جويي شده است. در خارج از ايران از اين نرم افزار زياد استفاده مي کنند. با اين حال با توجه به امکانات سخت افزاري و نرم افزاري که دارد پيشرفت مي کند، امکان نويي است. استفاده از آن حدود يک دهه است که خيلي جدي مطرح شده. ما اولين بار اين نرم افزار را براي پتروشيمي اميرکبير طراحي کرديم. آقاي مهندس زحمت کش از پتروشيمي پيش قدم شدند. براي يکي از واحد هايي که لايسنسور حاضر نبود نرم افزار را بدهد اين کار را انجام داديم. البته براي واحدهاي بعدي باز هم نرم افزار را از خارجي ها خريدند. چهار پروژه تا حالا انجام شده که اميرکبير اولي بود. بعد متانول فن آوران، متانول زاگرس و آخري که در حال اجراست اولفين مارون است. البته ما کار را از صفر شروع نمي کنيم. بلکه محاسبات مهندسي را از آنها مي گيريم و کار شبيه سازي را انجام مي دهيم. اين کار هم کار بسيار حجيمي است. پيش از اين هم در ايران تجربه نشده است. بعد از اين که ما شروع کرديم يکي دو گروه هم شروع کردند.


براي هر واحد بايد نرم افزار مجزايي طراحي شود؟
بله! به خاطر اينکه دقت بالا رود ولو اين که طراح دو واحد يکي باشد. بنايراين از واحد به واحد فرق مي کند. چون مي خواهيم به اپراتور بگوييم کاملا در محيط واقعي است از نظر گرافيکي هم هر واحد مجزا بايد طراحي شود. هر واحد يک نرم افزار OTS نياز دارد.


ازاين نرم افزار چقدر استقبال شده؟
الان استقبال کمتر شده. البته مذاکراتي انجام شده اما به خاطر شرايط نقدينگي در بازار پتروشيمي به مرحله قرارداد نرسيده. چون چيزي نيست که جا افتاده باشد، پس در اولويت مديران نيست. بسياري از مديران فکر نمي کنند واقعا باعث صرفه جويي شود. اگر عدد جلويشان باشد، شايد بتوان نظرشان را جلب کرد. تا کنون همان چهار کارفرمايي که گفتم با دانشگاه تهران وارد قرارداد شده اند.


به عنوان نوآوري ثبت شده است؟
نه! اين نرم افزار نوآوري نيست. فقط تجربه اش در ايران وجود نداشت. البته در مارون فکر مي کنم پروزه با اين بزرگي در دنيا انجام نشده. حدود 15 يا 16 واحد به هم چسبيده است که پيچيدگي خاص خودش را دارد. طرف خارجي هم که نرم افزار را از آنها گرفتيم به ما گفت که نمي توانيد کار را يک تکه انجام دهيد. اما به خاطر اصرار کارفرما نرم افزار را يک تکه طراحي کرديم و فقط مشکل سرعت داشتيم که با کامپيوترهاي جديد اين مشکل هم حل شد. در حال حاضر آخرين مرحله طراحي نرم افزار اين واحد در حال اجراست. با اين حال نمي شود گفت نوآوري بوده بلکه فقط امکانات سخت افزاري و نرم افزاري پيشرفت کرده و ما توانستيم کار را بهبود ببخشيم.


از نرم افزارهاي خارجي هم کمک گرفتيد؟
بله! نرم افزار را از آنها گرفتيم. آنها تجربه OTS را هم دارند و براي واحدهايي در ايران انجام داده اند. آنها هم به ما آموزش دادند و هم پشتيباني فني کردند.


اين نرم افزار در واحدهاي صنايع ديگر هم قابل استفاده است؟
اين نرم افزار مخصوص واحدهاي شيميايي است. شايد براي صنايع ديگر هم بشود، طراحي کرد.


به تيمتان اشاره کرديد. آيا دانشجويان هم با شما کار کردند؟
بله! در حقيقت در هر بخش کار، بين دو تا چهار دانشجويان به طور عمده فوق ليسانس و گاهي ليسانس درگير بودند. علاوه بر کار فوق ليسانس مقاله هم نوشتند.


چه رشته هاي تخصصي؟
فقط مهندس شيمي! البته در بخشي از کار به خاطر کار گرافيگي به طور محدود از مهندس کامپيوتر استفاده کرديم .

[فلفل نمك]

UREA – FORMALDEHYDE RESINS (UFR)
Resins are used for the plywood production as well as for the production of wooden particle articles (cuttings, oriented cuttings articles), boards, the production of hardboards, as adhesives in industries of furniture production, pressing molds, etc.
Urea – formaldehyde resins are produced of following brands: KF - ME, KF - FE, KFM - M, KF - LE, KF - FEM, KF - MEM, KF - MEC. First two letters „KF“ (UF) mean „Urea – formaldehyde” whereas the third, fourth and fifth ones mean the corresponding brand. In KFM - M, the third letter “M” means “modified with melamine”.
KF - MEC is used for the production of wooden particle boards. Articles with KF - MEC meet requirements of E1 class emission (HN 105) of formaldehyde.
KF - FEM and KF - FE are used for plywood production, pressing molds, for thermal insulation materials, for the production of wooden particle boards. Articles with KF - FEM and KF - FE meet requirements of E1 class emission (HN 105) of formaldehyde.
The resins of KF - ME and KF - MEM brands are used for the production of wooden particle boards and wooden fibred boards. The resins of KF - ME and KF - MEM brands can be used for the production of boards for the finishing of public hall interior as the articles produced meet requirements of E1 class emission (HN 105) of formaldehyde.
KFM - M is used for the production of moisture – resistant wooden particle boards as well as for wooden fibred boards and plywood. Articles with KFM - M meet requirements of E1 class emission (HN 105) of formaldehyde.
The resin of KF-LE brand is used for the production of plywood, furniture, to stick flexible, curved plywood and wood parts. Articles with KF – LE meet requirements of E1 class emission (HN 105) of formaldehyde

[فلفل نمك]

جریانهای دوفازی

مقدمه
مهمترین علامت مشخصه جریانهای دوفازی وجود مشترک بودن بین فازهای گاز و مایع می باشد. این فصل مشترک دارای اشکال مختلفیمی باشد. تقریبا امکان پیدایش یک دامنه نامحدود از فصل مشترک مختلف بین دو فاز وجود دارد اما عموما تاثیر کشش سطحی بین دو فاز منجر به پیدایش فصل های مشترک مختلف منحنی شکل شده که نهایتا تمامی آن ها تبدیل به اشکال کروی نظیر قطره ها و حباب هامی شوند.
در حالت کلی با طبقه بندی اوناع حالات توزیع فصل مشترک بین دو فازگاز و مایع که اصطلاحا رژیم های جریان یا الگوی جریان نامیده می شوند می توان به توضیح و تفسیر این نوع جریان ها پرداخت. باید توجه داشت که این رژیم های جریان معمولا بوسیله موقعیت و شکل هندسی خط لوله و جهت جریان و خواص فیزیکی و شدت جریان هر یک از فازها و شار حرارتی وارد بر دیواره لوله تحت تاثیر قرار می گیرند.
لازم به ذکر است که علیرغم کوشش های بسیار زیادی که برای طبقه بندی اونع رژیم های جریان دو فازی به عمل آمده است با وجود تمامی این روش ها ی بشدت کیفی و اغلب مطابق نقطه نظرات شخصی محققین می باشند بطوریکه تاکنون رژیم های جریان مختلفی تعریف گردیده و دامنه گسترده ای از اسامی برای این منظور مورد استفاده قرار گرفته اند. تعاریفی که برای انواع رژیم های جریان در اینجا ارائه خواهند شد بصورت خیلی خلاصه بیان شده اند. قبل از بیان به مفهوم جریان های سیالات در خطوط لوله پرداخته

الگوی جریان در خطوط لوله افقی:
هفت نوع الگوی توزیع برای جریان های دوفازی در خطوط لوله افقی وجود دارد. این الگوهای جریان در شکل های صفحه های بعد به نمایش در آمده اند. بطوریکه برای هر رژیم جریان مقادیر تجربی سرعت هر فاز برای مخلوطی از گازهایی با جرم ویژه نزدیک به جرم ویژه هوا و مایعاتی با گرانروی کمتر از صد سانتی پوز داده شده است .

جریان حبابی:
در خطوط لوله افقی در مواردی که نرخ حجمی گاز نسبتا کم و نرخ حجمی مایع نسبتا زیاد باشد جریان حبابی بصورت حباب های کوچک گاز تحت تاثیر اختلاف چگالی در قسمت فوقانی لوله ظاهر می شود. با افزایش نرخ حجمی فاز گاز اندازه حباب ها بتدریج افزایش می یابد. سرعت ظاهری مایع در این نوع رژیم جریان بین 5 الی 15 فوت بر ثانیه و سرعت ظاهری گاز بین 1 الی 10 فوت بر ثانیه می باشد .

جریان توپی یا قالبی: با افزایش سرعت فاز گاز در جریان حبابی تعداد حباب های فاز گاز افزایش می یابد. بطوریکه از برخورد و بهم پیوستن آن ها حباب های بزرگ و توپی شکل نزدیک به جداره بالایی لوله تشکیل خواهند شد. این نوع جریان جریان توپی یا قالبی نامیده می شود .

جریان لایه ای: در این نوع الگوی توزیع فازهای مایع و گاز کاملا از هم جدا هستن و فاز گاز که عموما دارای سرعت بیشتری نسبت به فاز مایع می باشد و در قسمت فوقانی و مایع در ناحیه پایین درون لوله حرکت می کنند . همچنین تداخل بین دو فاز بندرت صورت می گیرد و فصل مشترک بین آناه نسبتا منظم و صاف می باشد. در این حالت سرعت ظاهری فاز مایع کمتر از 5/0 فوت بر ثانیه و سرعت ظاهری فاز گاز بین 2 الی 10 فوت بر ثانیه می باشد.

جریان موجی: در جریان لایه ای اگر سرعت پیدایش گاز مجدادا افزایش یابد. بین فاز گاز و مایع تنشی ایجادمی شود که خود باعث پیدایش امواج در فصل مشترک می شود که این امواج در امتداد جریان حرکت می کنند. سرعت ظاهری مایع در این حالت کمتر از 1 فوت بر ثانیه و سرعت ظاهری گاز حدود 15 فوت بر ثانیه می باشد .

جریان لخـــــته ای: slug flow در خطوط لوله افقی و مواردی که نرخ جریان مایع زیاد باشد افزایش سرعت گاز منجر به افزایش دامنه موج های سطحی مایع در فصل مشترک گاز و مایع می شود که ضمن آن موج ها به جداره فوقانی لوله برخورد کرده و ل خ ت ی های مایع تشکیل می شود. لخته های مایع در چنین حالتی می توانند باعث لرزش های شدید و در برخی موارد ایجاد خطر درون تجهیزات واقع در مسیر خطوط لوله و مراکز جمع آوری شوند. از ویژگی های این نوع رژیم جریان می توان از نوسانات منظم در تغییرات فشار و مقدار مایع تجمع یافته نام برد که معیار مناسبی برای تشخیص این نوع رژیم جریان می باشد.
جریان حلقوی: در این نوع جریان دو فاز گاز و مایع بصورت دو استوانه متداخل درون لوله جاری خواهند شد. این نوع جریان وقتی شکل خواهد گرفت که سرعت ظاهری گاز بیشتر از 20 فوت بر ثانیه باشد. بررسی دقیق این نوع الگوی جریان به جهت تعیین میزان خوردگی سایشی و افزایش بازدهی خط انتقال پیش بینی مقدار مایع تجمع یافته و تعیین ضخامت فیلم مایع روی دیواره لوله و حاسبه افت فشار سیال جهت طراحی خطوط لوله انتقال و تجهیزات انتهایی آن از اهمیت خاصی برخوردار است .

جریان قطره ای : با افزایش نرخ جریان فاز گاز در جریان حلقوی فاز گاز و فاز مایع را بصورت قطرات ریزی انتقال خواهد داد. احتمالا چنین جریانی وقتی شکل می گیرد که سرعت ظاهری فاز گاز بیش از 20 فوت بر ثانیه باشد. در مواردی که نرخ جریان گاز نسبتا زیاد و نرخ جریان مایع نسبتا کم باشد. فاز مایع در داخل فاز گاز بصورت ذرات بسیار ریز و پراکنده تبدیل شده و اصطلاحا فضایی شبیه مه بوجود می آید. در این حالت رژیم جریان را مه آلود می نامند. بعضی از خطوط انتقال سیستم گاز میعانی در مواقع خاصی در این الگوی جریان قرار دارند .

الگوهای جریان در خطوط لوله قائم در خطوط لوله قائم نیز الگوهایی ظاهر می شوند که تفاوت چندانی با الگوهای جریان در خطوط لوله افقی ندارند .

جریان حبابی : در این نوع رژیم جریان فاز مایع بصورت پیوسته و فاز گاز بصورت پراکنده( حباب های ریز) درون مایع بطرف بالا حرکت می کند. سرعت فازها در این نوع جریان بدلیل اختلاف جرم ویژه فازها متفاوت می باشد. معمولا حباب های ریز گاز با سرعت ظاهری کمتر از 2 فوت بر ثانیه از درون فاز مایع عبور می کنند

جریان لخ ته ای: در جریان حبابی با افزایش سرعت فاز گاز تعداد حباب ها افزایش یافته و از برخورد و بهم پیوستن آنها با یکدیگر چند گنبد چتری شکل گازی بوجود می آید که در قسمت هایی از لوله تمام سطح مقطع لوله را اشغال می کنند. در عمل این نوع جریان بصورت منقطع از فازهای مایع و گاز دارای افت فشار زیاد و همچنین از نظر فرآیندی با ایجاد سروصدا های ناهنجار و آسیب دیدگی تجهیزات همراه است. در طراحی خطوط لوله جریان دو فازی سعی می شود حتی الامکان از ایجاد چنین رژیم جریانی اجتناب شود. در این حالت سرعت ظاهری فاز گاز از 2 الی 30 فوت بر ثانیه تغییر می کند.

جریان کف آلود : در جریان ل خ ت ه ای با افزایش سرعت جریان توده های گاز شکسته شده و جریان ناپایدار و انتقالی بین دو جریان ل خ ت ه ای و حلقوی شکل خواهد گرفت. در خطوط لوله جریان با قطر زیاد حرکت نوسانی مایع بسمت بالا و پایین رخ می دهد در حالیکه در لوله های باریک این حرکت نوسانی بوقوع نخواهد پیوست و حرکت انتقالی بین دو نوع جریان ل خ ت ه ای و حلقوی بسیار گذرا خواهد بود .

جریان قطره ای : در این نوع الگوی جریان فاز گاز بصورت پیوسته و فاز مایع بصورت ذرات ریز به همراه آن در حرکت است. بطوریکه فاز گاز فاز مایع را بصورت قطرات ریز انتقال می دهد. در این حالت تغییرات فشار سیال توسط فاز گاز کنترل می شود. اطلاعات تجربی نشان می دهد که به ازای سرعت ظاهری فاز گاز بیش از 70 فوت بر ثانیه و سرعت ظاهری فاز مایع کمتر از 2 فوت بر ثانیه باشد این نوع رژیم به جریان حلقوی تبدیل خواهد شد .

تهیه و تنظیم: بهتاش

[فلفل نمك]

عنوان مقاله: استفاده از روش hazop در تحليل مخاطره و بهبود قابليت اطمينان در شبكه هاي قدرت

خلاصه مقاله:
hazop روشي با ساختاري مشخص براي شناسايي مخاطرات است كه از تيمي با تخصص هاي مختلف مهندسي استفاده مي كند. از آنجايي كه معمولا اين روش براي شناسايي خطرات فرايندي مورد استفاده قرار گرفته است. متخصصان اين روش اغلب كارشناسان فرايند مي باشند. به همين دليل تاكنون اين روش براي بررسي خطرات ناشي از اختلال در تغذيه الكتريكي دستگاه ها به كار گرفته نشده و اين اختلالات معمولا به صورت وقايع پايه با احتمال ثابت در نظر گرفته مي شود لذا لزوم به كارگيري روش hazop در سيستمهاي الكتريكي قدرتي كه به عنوان سيستمهاي انرژي تغذيه كننده اصلي در اغلب سيستمهاي فرايندي مطرح هستند بسيار ملموس است. در اين پژوهش بعد از بررسي اجمالي روش hazop و همچنين مزايا و محدوديت هاي آن نگاهي به يك سيستم الكتريكي، كه كنترل كننده جريان الكتريكي اتصال كوتاه نام دارد خواهيم داشت و در ادامه با روش hazop به تحليل مخاطرات اين سيستم خواهيم پرداخت.

كلمات كليدي:
تحليل مخاطره ، قابليت اطمينان ، شبكه هاي قدرت

[فلفل نمك]

سنسور هشدار دهنده گاز

در زیر با یک مدار در زمینه سنسور هشدار دهنده گاز آشنا می شوید.

قطعات مورد نیاز

1. 1 عدد سنسور TGS-813
2. 1 عدد آیسی CA3130 یا آیسی CA3140
3. 1 عدد پتانسیومتر 10 کیلو اهم
4. 1 عدد پتانسیومتر 5 کیلو اهم
5. برد بورد
6. سیم تلفنی
7. 1 عدد کلید PUSH-BOTTOM
8. 1 عدد دیود 1N4148
9. 1 عدد خازن 100 نانو فاراد
10. 1 عدد ترانزیستور BC107
11. 1 عدد مقاومت 10 کیلو اهم
12. 1 عدد مقاومت 4.7 کیلو اهم
13. 1 عدد مقاومت 1 کیلو اهم
14. 2 عدد مقاومت 1 کیلو اهم
15. 1 عدد مقاومت 220 اهم
16. 1 عدد LED

نقشه مدار


اگر بخواهید مدار خود را بر روی برد بورد پیاده سازی کنید.متوجه خواهید شد که پایه های این سنسور از سوراخ های موجود در برد بورد خیلی بزرگتر است.این سنسور 6 پایه دارد.6 عدد تکه سیم مسی را که هر کدام در حدود 1 تا 2 سانتی متر هستند به این پا یه ها لحیم کنید.برای بهتر لحیم شدن این سیم های مسی به پای های سنسور از روغن لحیم استفاده کنید.

پس از مرحله لحیم کردن، این سنسور را به گونه ای بر روی برد بورد قرار دهید که این پایه ها با یکدیگر ارتباط پیدا نکند.
برای پیدا کرد شماره پایه ها ی سنسور وارد قسمت سنسور گاز در انتهای همین صفحه بشوید.

مطابق نقشه پایه های 1و3 را به یکدیگر وصل کنید.ار این اتصال به مثبت 5 ولت از منبع تغذیه وصل کنید.پایه 5 از این سنسور را زمین کنید.،و پایه 2 را به مثبت 5 ولت از منبع تغذیعه متصل نمایید.

پایه های 4و6 این سنسور را به یکدیگر وصل کنید.از این اتصال مشترک به سر وسط پتانسیومتر 50 کیلو اهم متصل نمایید.یک سر کناری این پتانسیومتر را با یک مقاومت یک کیلو اهم به منفی یا زمین منبع تغذیه متصل نمایید.سر دیگر یان پتانسیومتر را با یک مقاومت 4.7 کیلو اهم به پایه 3 آیسی CA3130 یا CA3140 که ورودی مثبت است.،متصل نمایید.آیسی CA3130 شود.این آیسی حاوی آپ امپ جهت مقایسه ولتاژ های ورودی است.

حال سر وسط پتانسیو متر 10 کیلو اهم را همانطور که در نقشه نیز مشخص است.،به ورودی منفی آیسی CA3130 که پایه 2 آیسی است.،متصل نمایید.یکی از پایه های کناری این پتانسیومتر را با یک مقاومت 2.2 کیلو اهم به زمین و پایه دیگر این پتانسیومتر را با یک مقاومت 2.2 کیلو اهم به مثبت 5 ولت متصل نمایید.

تغذیه زمین این آیسی را که پایه 4 است.،به زمین متصل کرده و تغذیه مثبت آنرا که پایه 7 می باشد را بر روی برد بورد یا بورد سوراخدار مسی به مثبت منبع تغذیه متصل نمایید.بین ورودی های مثبت و زمین این مدار یک عدد خازن 100 نانو فاراد قرار دهید.همانطور که می دانید.،در این خازنها جهت مهم نیست.

از پایه خروجی 6 با دیود 1N4148 به پایه 3 که ورودی مثبت می باشد.متصل نمایید.نحوه اتصال این دیود به گونه ای است که پایه مثبت یا آند آن در پایه 6 و پایه منفی یا کاتد آن در پایه 3 باشد.

از پایه خروجی با یک مقاومت 220 اهم به بیس ترانزیستور BC107 متصل نمایید.امیتر این ترانزیستور را زمین کنید.از کلکتور ترانزیستور به یک مقاومت 10 کیلو اهم به مثبت ولتاژ متصل کنید.از اشتراک کلکتور با این مقاومت با یک مقاومت 220 اهم به کاتد یا منفی LED متصل کنید.،و آند یا مثبت LED را به صورت مستقیم به ,ولتاژ‌5 ولت متصل نمایید.

تست مدار

جهت تست مدار از فندک استفاده کنید.البته فندک را روشن نکنید.،فقط گاز موجود در آن را بروی سنسور تست کنید.
در این مدار به محض سنس شدن گاز توسط سنسور ولتاژی که در پایه 3 ایجاد می شود.بیشتر از ولتاژی است.،که در پایه 2 ایجاد می شود.میزان این اختلاف ولتاژ‌و حساسیت مدار را می توانید با پتانسیو متر تنظیم کنید.
حتی شما می توانید میزان ماندگاری مدار را با پتانسیومترها تنظیم کنید.به طور مثال قسمت هشدار این مدار که در اینجا LED است.آیا پس از مدتی خاموش شود.یا اینکه شما به طور دستی این قسمت را غیر فعال کنید.برای غیر فعال کردن قسمت هشدار یا آلارم همانطور که در نقشه مشخص است.از یک عدد کلید PUSH-BOTTOM استفاده شده است.
یک سر این کلید در پایه 3 که ورودی مثبت است .،می باشد و سر دیگر آن در زمین است.
زمانیکه قسمت هشدار دهنده مدار را با تنظیم پتانسیومترها به گونه ای تنظیم کرده باشید.،که پس از سنس گاز توسط سنسور هیچگاه به صورت غیر دستی فعال نشود.در این حالت با فشار کلید push-bottom می توانید قسمت هشدار را غیر فعال کنید.
در اینجا برای سادگی و جلوگیری از مزاحمت برای دیگران از LED استفاده کردم.برای روشن شدن یک فن جهت کم کردن میزان گاز منتشر شده یا فعال شدن یک آژیر می توانید از ترکیب همین ترانزیستور و رله ای که آمپر مورد نظر شما را بدهد.، استفاده کنید.

تذکر

در هنگام کار با این سنسور،اگر منبع تغذیه را به آن متصل کنید.،متوجه گرمایی در سنسور می شوید.این به خاطر المنتی است.که بین پایه های 2و 5 وجود دارد.از بابت گرم شدن سنسور نگران نباشید.پایه های مربوط به سنسور را به طور صحیح و مطابق با نقشه ببندید.در بستن مدار دقت کنید و اطلاعات مربوط به سنسور را در انتهای این صفحه به دقت ملاحظه کنید تا در بستن پایه های سنسور دچار اشتباه نشو ید.
متاسفانه نمی توانید این مدار را با باطری تست کنید.تغذیه لازم جهت تست این مدار را یا بایستی از منبع تغذیه فراهم شود.، یا اینکه با استفاده از ترانس و دیود پل و خازن و رگولاتور 7805 این تغذیه را برای تست فراهم کنید.ترانسی که برای این مدار تهیه می کنید.جریانش بایست بین 500 تا 1000 میلی آمپر باشد.
در ضمن میتوانید.به جای تغذیه های بالا از 3 عدد باطری CFL 2300A یا باطری SONY 2300A استفاده کنید.

سنسور گاز

برای دریافت اطلاعات مربوط به سنسور گاز اینجا را کلیک کنید.به شکل واقعی این سنسور در شکل زیر توجه کنید.برای دیدن این اطلاعات می بایست فایل Acrobat reader در کامپیوترتان موجود باشد.

امضا كاربر

[فلفل نمك]

تبخیر


دید کلی

• چرا شناگری که از آب خارج می‌شود، احساس سرما می‌کند؟
• دمای بدن انسان چگونه تنظیم می‌شود؟
• چگونه آب در داخل کوزه سفالی خنک می‌گردد؟
• اساس کار وسائل خنک کننده بر چه اصلی استوار است؟

انرژی جنبشی مولکولهای مایع در تبخیر

انرژی جنبشی مولکول معینی از یک مایع ، ضمن برخورد با سایر مولکولهای پیوسته تغییر می‌کند. ولی در لحظه‌ای معین ، تعدادی ازمولکولهای یک مجموعه ، تعدادی مولکول دارای انرژی نسبتا زیاد و تعدادی دارای انرژی نسبتا کم هستند. مولکولهای که انرژی جنبشی آنها به قدر کافی زیاد است می‌توانند بر نیروهای جاذبه مولکولهای اطراف خود غلبه کنند. این مولکولها می‌توانند از سطح مایع فرار کنند و به فاز گاز وارد شوند به شرط آنکه نزدیک به سطح مایع و در جهت مناسب در حرکت باشند.

این مولکولها در حین فرار از مایع ، بخشی از انرژی خود را برای مقابله با نیروهای جاذبه مصرف می‌کنند. فرار تعدادی از مولکولهای با انرژی زیاد از مایع سبب می‌شود که انرژی جنبشی متوسط مولکولهای باقی مانده در مایع کاهش یابد و از دمای مایع کاسته شود. وقتی که مایعی از یک ظرف سرباز تبخیر می‌شود، انتقال گرما از محیط به مایع صورت می‌گیرد و در نتیجه ، دمای مایع ثابت می‌ماند و به این ترتیب ، ذخیره مولکول‌های پر انرژی تامین می‌شود و این فرایند تا تبخیر تمام مایع ادامه می‌یابد.

آنتالپی تبخیر مولی

مقدار کل گرمای لازم برای تبخیر یک مول از مایع در دمای معین ، آنتالپی تبخیر مولی آن مایع نامیده می‌شود.

اثر دما بر تبخیر

با افزایش دمای مایع سرعت تبخیر زیاد می‌شود. وقتی دما افزایش می‌یابد، انرژی جنبشی متوسط مولکول‌ها زیاد می‌شود و تعداد مولکول‌های با انرژی کافی برای فرار به فاز گازی افزایش می‌یابد.

از کاربردهای تبخیر

• تنظیم دمای بدن:
  تنظیم دمای بدن ، تا حدودی، بر اثر عرق در پوست صورت می‌گیرد.
• ساخت وسائل خنک کننده گوناگون با استفاده از مکانیزم تبخیر
• کوزه سفالی بدون لعاب که برای خنک نگه داشتن آب بکار می رود. آب ، گل کوزه را سیر کرده از سطح خارجی آن بخار می‌شود. با این عمل ، آب باقیمانده در کوزه خنک می‌گردد.

گرمای تبخیر

گرمای تبخیر مولی ، مقدار انرژی لازم برای تبخیر یک مول از مایع در دمای معین است. گرمای تبخیر معمولا در نقطه جوش نرمال و بر حسب کیلو کالری بر مول درج مشود.

دمای بخار برابر با دمای مایعی است که با آن در حال تعادل است. بنابر این انرژی جنبشی متوسط مولکولها در دو فاز یکسان است. ولی این دو فاز از نظر انرژی داخلی کل که شامل انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی است ، متفاوتند. مولکولهای مایع با نیروهای پیوستگی همدیگر را نگه می دارند ولی مولکولهای بخار اساسا آزادند. وقتی که مایعی به بخار تبدیل می شود، مقداری انرژی لازم است تا مولکولهای مایع از هم جدا شوند. از اینرو انرژی فاز گاز به اندازه مقدار این اختلاف بالاتر از انرژی فاز مایع است.

در اختلاف محتوای گرمایی دو فاز، عامل دیگری نیز دخالت دارد.حجم یک گاز به مقدار قابل ملاحظه ای بیش از حجم مایعی است که آن را تولید می کند (به عنوان مثال از تبخیر یک مول آب در 100 درجه سانتی گراد، در حدود 1700 میلی لیتر بخار آب تولید می شود) . به منظور پس زدن هوا و جا باز کردن برای بخار ، کار انجام می شود و برای این منظور بایستی به سیستم انرژی داده شود. پس گرمای تبخیر هم شامل انرژی لازم برای غلبه بر نیروهای پیوستگی بین مولکولی و هم شامل انرژی لازم برای انبساط گاز است.

وقتی که یک مول بخار بر اثر تراکم به مایع تبدیل می شود، اختلاف محتوای گرمایی دو فاز به صورت انرژی گرمایی آزاد می گردد. در این مورد گرمای تولید شده را گرمای میعان مولی می نامیم.این کمیت دارای علامت منفی است ولی از نظر عددی برابر با گرمای تبخیر مولی در همان دما است.

گرمای تبخیر یک مایع با افزایش دما کاهش می یابد و در دمای بحرانی جسم مقدار آن به صفر می رسد. به عبارت دیگر، با افزایش دما کسر مولکولهای پر انرژی افزایش می یابد و در دمای بحرانی، تمام مولکولها انرژی کافی برای تبخیر را دارند.

به طور کلی هر چه گرمای تبخیر ماده ای بیشتر باشد، نیروهای جاذبه بین مولکولی آن قوی تر است . در 1884 فردریک تروتون دریافت که برای اغلب مایعات نسبت گرمای تبخیر مولی (در نقطه جوش نرمال) به نقطه جوش نرمال(در مقیاس کلوین) ، مقداری ثابت و برابر 21 کالری بر کلوین_مول است ( قاعده تروتون ) .

[فلفل نمك]

اين هم مقدمه و چکيده يه مقاله خوب:

http://idochp2.irandoc.ac.ir/Fulltex...h/22/22852.pdf

بررسي و برآورد تبخير از سطح آب زيرزميني در شرايط مختلف بافت خاک و عمق سطح ايستابي با استفاده از آزمايشات صحرايي, / مهدي ميرباقري‌دهاقاني؛ به راهنمايي: محمد زارع.

ميرباقري‌دهاقاني، مهدي
154 صفحه، جدول، نمودار، کتاب نامه پايان نامه (کارشناسي ارشد) -- دانشگاه شيراز، 1377

به منظور تعيين رابطه تبخير از سطح آب زيرزميني در شرايط مختلف بافت خاک و عمق ايستابي، منطقه‌اي با عمق سطح آب زيرزميني کم انتخاب گرديد. اين منطقه در فاصله 3 کيلومتري شرق روستاي گل‌خون (حاشيه غربي درياچه مهارلو) (طول جغرافيايي 52/40 شرقي و عرض جغرافيايي 29/33 شمالي) در جنوب شرقي شيراز مي‌باشد که عمق متوسط سطح آب زيرزميني آن حدود 1/5 متر است . تبخير از سطح آب زيرزميني به پارامترهاي اقليمي منطقه، کيفيت آب و همچنين عمق سطح ايستابي و بافت خاک از آب زيرزميني به تبخير از طشتک کلاس A (Eg/Epan) بجاي مقدار تبخير از آب زيرزميني استفاده شده و در تجزيه و تحليلها بکار رفته است . از مطالعه تبخير و اندازه‌گيري آن و در نهايت تجزيه و تحليل آمار و اطلاعات مربوط به تبخير در مطالعات طرحهاي آبي و تهيه معادله بيلان آبهاي زيرزميني دشتها استفاده مي‌شود. در مطالعه طرحهاي توسعه منابع آبهاي زيرزميني، اطلاع از مقدار تبخير از سفره لازم بوده و مي‌توان با توجه به عمق سطح سفره آزاد آب و پارامترهاي ديگر مانند بافت خاک برآورد نمود. در اين تحقيق جها ارائه مدلي براي برآورد تبخير از سطح يک سفره آزاد، نسبت به اندازه‌گيريهاي صحرائي و نهايتا ارائه يک مدل آماري بين تبخير و پارامترهاي عمق سطح ايستابي و بافت خاک اقدام گرديده است . بمنظور برداشتهاي صحرائي از ليسيمترهايي (Lysimeters) ساخته شده از بشکه‌هاي 220 ليتري قيراندود، استفاده شده است ، بطوريکه در وسط هريک از آنها، يک پيزومتر تعبيه شده و در زمين کار گذاشته شده‌اند. استقرار ليسيمتر به گونه‌اي است که لبه آنها کمي بالاتر از سطح زمين قرار گرفته تا از ترشح خاک و باران به داخل و خارج بشکه‌ها جلوگيري بعمل آيد. هريک از بشکه‌ها با خاکهائي با بافت ريز، متوسط و درشت به صورت مجزا و همگن پر شده و سطح آب درون آنها نسبت به سطح خاک در سه عمق مورد نظر يعني 25، 50 و 150 سانتيمتري در طول مدت اندازه‌گيريها ثابت نگه داشته شده است . بنابراين با سه تکرار بافت مختلف خاک و براي هر کدام سه تکرار عمق، مجموعا 9 ليسيمتر کاهش مي‌يابد، هر سه يا چهار روز يکبار در ماههاي گرم و هفته‌اي يکبار در ماههاي سرد از اول تيرماه 1376 الي آخر خردادماه 1377 با اضافه‌نمودن آب جهت رسيدن به سطح اوليه مورد نظر، اقدام شده و مقدار حجم آب مصرفي به عنوان تبخير آن دوره تلقي مي‌گردد. در محاسبات و تجزيه و تحليلها از عمق متوسط تبخير روزانه استفاده شده است . پيزومترهاي تعبيه شده در ليسيمترها، جهت اندازه‌گيري عمق سطح آب و اضافه‌نمودن آب به آنها، بکار رفته است . در کنار ليسيمترها يک عدد طشتک تبخير کلاس A نيز نصب گرديده و توسط آن، اندازه‌گيريهايي همزمان با اندازه‌گيريهاي تبخير از سطح ليسيمترها در طول مدت آزمايش نيز انجام شده است . با تقسيم نمودن مقادير تبخير از ليسيمترها به مقدار تبخير از طشتک ، نسبت تبخير (Eg/Epan) بدست مي‌آيد. اين عمل سبب حذف پارامترهاي اقليمي شده و لذا مي‌توان از مدل بدست آمده براساس رابطه نسبت تبخير با عمق سطح آب زيرزميني و بافت خاک است ، براي حوضه‌هاي آبريز با اقليمهاي متفاوت استفاده نمود. بدين ترتيب که ابتدا مقدار نسبت تبخير در ازاي عمق آب و بافت خاک ، بوسيله مدل مذکور تعيين شده و سپس نسبت تبخير در مقدار متناظر تبخير از طشتک ضرب مي‌شود و در نتيجه مقدار تبخير از سطح ايستابي بدست مي‌آيد. علاوه بر آن مي‌توان با استفاده از نقشه‌هاي هم‌عمق سطح آب زيرزميني و مشخصات بافت خاک براي حوضه‌هايي که سطح ايستابي آنها نزديک به سطح زمين است ، نقشه‌هاي هم تبخير، تهيه نموده و در محاسبات بيلان آب حوضه بکار برد. در تجزيه و تحليل‌هاي انجام شده بين نسبت تبخير با پارامترهاي عمق سطح ايستابي و پارامتر بافت خاک که با آزمودنهاي مختلف آماري از جمله F-test و T-test و روشهاي متداول آماري به کمک بسته نرم‌افزاري Statgraphics انجام گرديده است ، بهترين رابطه رگرسيون چندگانه با ضريب همبستگي 0/99 بدست آمده است . با استفاده از اين مدل رگرسيوني، مقدار تبخير از سطح ايستابي محاسبه و با اندازه‌گيري صحرائي جداگانه از تاريخ اول مردادماه 1377 الي آخر آبان ماه 1377 به مدت 4 ماه مقايسه گرديده است . ضريب همبستگي مقادير محاسبه شده و اندازه‌گيري شده از 0/89 تا 0/99 براي شرايط مختلف بافت خاک و عمق ايستابي بدست آمده که بيانگر کارائي مدل ارائه شده در پيش‌بيني مقدار تبخير از سطح ايستابي در رابطه با عمق آب و بافت خاک مي‌باشد.