اثرات الگو های جریانی بر حداکثر فشار در خطوط لوله فراساحلی

حفظ میزان فشار در محدوده ی معین در خطوط لوله ی فراساحلی و اطلاع از عملکرد فشار در طول مسیر یکی از مهمترین عوامل در هیدرولیک خطوط لوله و محافظت در برابر خسارات محتمل وقوع است. عملکرد فشار و میزان فشار با توجه به نوع فاز سیال (تک فازی یا چند فازی) با هم متفاوت بوده و هنگامی که فاز گاز (هوا) به درون خط لوله راه می یابد بر نوع الگوی جریان (در جریان همزمان گاز مایع الگو های جریانی نظیر جریان روان لایه ای، لخته ای و ... هستند) و فشار اعمال شونده  به خط لوله  تاثیر می گذارد. در این مقاله به بررسی الگوهای جریانی و اثرات فازهای جریان بر حداکثر فشار  در جریان دو فازی آب – هوا به صورت شبیه سازی عددی پرداخته و به منظور ایجاد درکی بهتر از عملکرد فشار در خطوط لوله، با جریان تک فازی آب مقایسه گردیده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد که هندسه و میزان غلظت هوای ورودی از کمیت های تاثیر گذار بر رژیم جریانی و به تبع آن فشار ایجاد شده در خط لوله بوده و هوا بسته به نحوه ی استقرار در خط لوله می تواند باعث ایجاد فشارهایی بیشتر یا کمتر نسبت به جریان تک فازی گردد. فشار در حالت تک فازی در جریان قائم رو به بالا بیشترین اختلاف را نسبت به جریان دو فازی با غلظت های مختلف هوا دارا است (26 درصد اختلاف فشار بیشتر) و جریان دو فازی در هندسه های ارائه شده در بیشترین حالت دارای افزایش 23 درصدی فشار در جریان دو فازی نسبت به حالت تک فازی است.

Effects of Flow Regimes on Maximum Pressure in Offshore Pipelines

One of the most important factors in pipeline hydraulics and its protection against probable damages is keeping the pressure in a specific limit and also knowing how the pressure functions in the pipe through the pipeline route. Pressure function and pressure amount differ from each other regarding the phase of the fluid (single phase or multiple phase), and when gas phase (air) enters the pipeline, it affects the flow regime (simultaneously when gasliquid flows there are such regimes as stratified, slug, etc.) and the applied pressure. The present study aims to investigate the effects of flow patterns and phases on maximum pressures along pipelines and to compare it with those of singlephase flows. Results show that the geometry and the percentage of entrained air are the main factors affecting flow patterns and pressure experienced by pipeline systems. For single phase mode, pressure is increased up to 26% in vertical upward flows compared to airwater flows with a different air percentage. Moreover, among various geometries considered in this research for twophase flows, pressure at most has a 23 percent increase compared to that of singlephase flows.