Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô hình hóa và mô phỏng PIG với kiểm soát dòng chảy vượt trong đường ống khí tự nhiên
Tóm tắt
Bài báo này giới thiệu kết quả mô hình hóa và mô phỏng cho thiết bị kiểm tra đường ống (PIG) với kiểm soát dòng chảy vượt trong đường ống khí tự nhiên. Hành vi động lực học của PIG phụ thuộc vào sự chênh lệch áp suất khác nhau trên thân PIG và dòng chảy vượt qua nó. Động lực học của hệ thống bao gồm: động lực học của dòng khí dẫn phía sau PIG, động lực học của khí bị đẩy ra trước PIG, động lực học của dòng chảy vượt, và động lực học của PIG. Dòng chảy vượt qua PIG được coi là dòng chảy không nén với giả định số Mach của nó nhỏ hơn 0.45. Các phương trình vi phân đạo hàm riêng phi tuyến điều khiển cho các dòng khí không ổn định được giải bằng phương pháp đặc trưng (MOC) với lưới hình chữ nhật đều dưới các điều kiện ban đầu và biên thích hợp. Phương pháp Runge-Kuta được sử dụng để giải các phương trình dòng chảy ổn định nhằm có được giá trị dòng chảy ban đầu và phương trình động lực học của PIG. Thời gian và khoảng cách lấy mẫu được chọn theo điều kiện hạn chế Courant-Friedrich-Lewy (CFL). Việc mô phỏng được thực hiện với một đoạn đường ống trong hệ thống áp suất thấp của Tập đoàn khí đốt Hàn Quốc (KOGAS), đường Ueijungboo-Sangye. Kết quả mô phỏng cho thấy mô hình toán học được rút ra và sơ đồ tính toán được đề xuất là hiệu quả trong việc ước lượng vị trí và tốc độ của PIG với dòng chảy vượt dưới các điều kiện hoạt động cụ thể của đường ống.
Từ khóa
#PIG #dòng chảy vượt #mô hình hóa #mô phỏng #khí tự nhiên #phương trình vi phân.Tài liệu tham khảo
Azevedo, L. F. A., Braga, A. M. B., Nieckele, A. O., Naccache, M. F. and Gomes, M. G. F. M., 1996, “Simple Hydrodynamic Models for the Prediction of Pig Motions in Pipelines,” inProceedings of the 1996 Offshore Technology Conference, TX., USA, pp. 729–739.
Cordell, Jim and Vanzant, Hershel, 1999, “All About Pigging,” On-Stream Systems Limited and Hershel Vanzant & Associates.
Fox, J. A., 1977,Hydraulic Analysis of Unsteady Flow in Pipe Networks, John Wiley & Sons Pub.
Korea Gas Corporation, 2000, “The First Stage of Development of Intelligent PIG for Low Pressure Pipeline.”
Lima, P. C. R., Petrobas, S. A., and Yeoung, H., 1999, “Modeling of Pigging Operations,” inProceedings of SPE Annual Technical Conference and Exhibition, pp. 563–578, TX., USA.
Nguyen, T. T., Yoo, H. R., Rho, Y. W., and Kim, S. B., 2000, “Modelling and Simulation for PIG Flow Control in Natural Gas Pipeline,” inProceedings of the 15th Korea Automatic Control Conference, pp. 448–451, Yong-in, Korea.
Nguyen, T. T., Yoo, H. R., Rho, Y. W., and Kim, S. B., 2001, “Modelling and Simulation for PIG Flow Control in Natural Gas Pipeline,”KSME International Journal, Vol. 15, No. 8, pp. 1165–1173.
Out, J. M. M., 1993, “On the Dynamics of Pigslug Trains in Gas Pipeline,” OMAE, Vol. V,Pipeline Technology, ASME, pp. 395–403.
Sim, W. G. and Park, J. H., 1997, “Transient Analysis for Compressible Fluid Flow in Transmission Line by the Method Of Characteristics,”KSME International Journal, Vol. 11. No. 2, pp. 173–185.
Smith, G. L., 1992, “Pigging Velocities and the Variable-Speed PIG,”Proceedings of Pipeline Pigging and Integrity Monitoring Conference, Amsterdam, Netherlands, 28th September-2nd.
Tannehill, John C., Anderson, Dale A. and Pletcher, Richard H., 1997, “Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer,” Taylor & Francis Pub.
White, Frank M., 1999,Fluid Mechanics, McGraw-Hill Pub.
Willson, D. J. and Yokota, J. W., 1994, “Speed Control Research and Development,” Nowsco Pipeline Service.
Wylie, E. Benjamin, Streeter, Victor L. and Suo, Lisheng 1993,Fluid Transients in Systems, Prentice-Hall, Inc.