تحلیل اندرکنش سیال-سازه در خط لوله با انشعاب متقارن و غیرمتقارن حاوی جریان توربولانس: مطالعه موردی

تحلیل اندرکنش سیال-سازه خط لوله حاوی سیال، یکی از مسائل قابل توجه در صنایع نفت و گاز است. در این پژوهش، یکی از خطوط فرایندی شرکت پتروشیمی بیستون حاوی سیال پارافین (حدود 90 درصد) و الفین (حدود 10 درصد) با دو طرح متفاوت متقارن و غیر متقارن مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی‌ها شامل دو بخش عملی و مدلسازی است. در بخش مدلسازی، ابتدا خط لوله در نرم افزار انسیس- فلوئنت شبیه‌سازی شده و نتایج اجزای محدود به صورت کوپل یکطرفه به بخش طراحی نرم افزار وارد می شود. نتایج بررسی‌های عملی و اجزای محدود نشان داد که علت اصلی ارتعاش این خط ناشی از اغتشاشات و فشار نوسانی از جانب سیال بر جداره لوله است و با ترکیبی از قیدهای الاستیک و ثابت، می‌توان جابجایی خط لوله را کنترل کرد. همخوانی بسیار خوبی بین نتایج شبیه‌سازی و نتایج عملی وجود دارد؛ همچنین نتایج نشان داد که دامنه ارتعاش پس از اقدامات حمایتی مرکب، در خط لوله با انشعاب نامتقارن، تا 94 درصد، و در طرح متقارن تا 86 درصد کاهش دارد، بنابراین ساپورت‌گذاری مرکب، نتایج مطلوبی در پی خواهد داشت.

Analysis of fluidstructure interaction in a pipeline with symmetric and asymmetric branching conveying turbulent flow: A case study

Fluidstructure intraction analysis of conveying fluid pipe is one of the important issues in the oil and gas industries. In this study, one of the process lines of Biston Petrochemical Company containing Paraffin fluid (about 90%) and Olefin (about 10%) with two different symmetric and asymmetric designs has been investigated. The investigations consist of two parts: expreiments and modeling. In the modeling section, the pipeline is first simulated in AnsysFluent software and the finite element results are entered into the software design section as a oneway coupling. The results of exprimental studies and finite element modelig showed that the root of vibration of this line is turbulence and oscillating pressure of the fluid on the wall of the pipe and with a combination of elastic and fixed constraints, the displacements of the pipeline can be controlled. A good agreement between the simulation and the practical results has been seen. The results also showed that the amplitude of vibration after including supports is reduced to 94% in the asymmetric branch pipeline and up to 86% in the symmetric design. Therefore, the support has a significant effect on the results.