استفاده از مفاهیم پایهای مکانیک سیالات برای حل چند مسئله کاربردی در صنایع نفت و گاز: الگویی برای مهندسان شیمی و نفت

بدون تردید، مکانیک ‌سیالات یکی از دروس پایه‌ای و بسیار پرکاربرد در آموزش رشته‌های مهندسی شیمی و مهندسی نفت است. آموزش عمیق برخی از مفاهیم پایه‌ای در مکانیک سیالات و انتظار درک آن توسط دانشجویان صرفاً از طریق نوشتن برخی از روابط ریاضی مورد نیاز به سادگی امکان‌پذیر نیست. در این مقاله با ارائه چهار مثال صنعتی و کاربردی، که حاصل چندین سال تجارب نویسندگان این مقاله در مشارکت در طراحی و اجرای چندین پروژه صنعتی در زمینه صنایع نفت و گاز است، برخی از این مفاهیم به زبانی ساده ارائه شده است. مطالعه این مقاله به درک و آموزش مفاهیم مرتبط با سیالات دوفازی، استفاده از معادلات ناویر استوکس و شرایط مرزی، چگونگی تنظیم سطح نفت پایدار نشده در جداکننده‌های میانی پروژه‌های فرآورش نفت و گاز در تاسیسات سطح‌الارضی[1]، چگونگی استفاده از منحنی پمپ‌ها و کمپرسورهای دور ثابت و دور متغیر در طراحی و همچنین محاسبات افت فشار در خط لوله گاز کمک می‌کند. این مقاله به عنوان الگویی به عموم مهندسان شاغل در صنعت کمک می‌کند تا به همین نحو بتوانند مسائل آموزشی را از فرایند‌هایی که به صورت روزمره با آن سروکاردارند، چه در زمان طراحی و چه در زمان بهره‌برداری، استخراج و با طرح مسائل کاربردی و ارائه راه حل به طور همزمان، آموزش و درک مفاهیم مهندسی را در انواع  فرایندها و تجهیزات در صنایع گوناگون تسهیل کنند.

Application of basic principles of fluid mechanics in some oil and gas industrial examples: A pattern for chemical and petroleum engineers

Fluid mechanics is certainly one of the basic and very useful courses in chemical and petroleum engineering university programs. Deep understanding of some of the concepts in this course by the students is not easily expected through writing the required traditional mathematical equations alone. In this paper, the authors who have several years of working experiences in design and execution of oil and gas industrial projects, tried to simply present some of the fluid mechanics basics mentioned above through introducing of four industrial examples. Reading this paper helps the readers for good understanding of the concepts of twophase flow, application and use of NavierStokes equations and boundary conditions. Also adjustment of the unstabilized oil level in a middle stage separator of surface treatment facilities in an oil and gas filed; the use of characteristic curves of fixed speed and variable speed pumps and compressors, and calculations of pressure drop in a gas transfer pipeline. As a pattern, this paper helps the engineers to extract educational examples from the processes, which they are involved in; from design projects or operational plants. By introducing such problems and suggesting a proper solution, they can help for better understanding of engineering concepts.