اظهارنامــه

اينجانب فاطمه نیکخو (891096) دانشجوي رشته‌ي مهندسي شيمي (بدون گرایش)، دانشكده‌ي مهندسي شيمي، نفت و گاز اظهار مي‌كنم كه اين پايان‌نامه حاصل پژوهش خودم بوده و در جاهايي كه از منابع ديگران استفاده كرده‌ام، نشاني دقيق و مشخصات كامل آن را نوشته‌ام. همچنين اظهار مي‌كنم كه تحقيق و موضوع پايان‌نامه‌ام تكراري نيست و تعهد مي‌نمايم كه بدون مجوز دانشگاه دستاوردهاي آن را منتشر ننموده و يا در اختيار غير قرار ندهم. كليه حقوق اين اثر مطابق با آيين‌نامه مالكيت فكري و معنوي متعلق به دانشگاه شيراز است.

نام ونام خانوادگي: فاطمه نیکخو
تاريخ و امضا: 5/12/1391

تقديم به

پدرم به استواری کوه
مادرم به زلالی چشمه
همسرم به صمیمیت باران…

سپاسگزاري

“و یزکیهم و یعلمهم الکتاب و الحکمه”
معلما مقامت ز عرش برتر باد همیشه توسن اندیشهات مظفر باد
به نکتههای دلاویزو گفتههای بلند صحیفههای سخن از تو علم پرور باد
سپاس بی کران پروردگار یکتا را که هستی مان بخشید و به طریق علم و دانش رهنمونمان شد و به همنشینی رهروان علم و دانش مفتخرمان نمود و خوشه چینی از علم و معرفت را روزیمان ساخت. از استاد گرانقدر جناب آقاي دکتر آيت‌اللهي که در طول مدت انجام اين پژوهش راهنمايي و حمايت همه جانبه ايشان شامل حال اينجانب بوده است کمال سپاسگزاري را دارم. همچنين از استاد محترم جناب آقاي دکتر کشاورز بابت راهنمايي هاي ارزنده ي ايشان تشكر و قدرداني مینمايم. از اساتید مشاور گراميم، سرکار خانم دکتر رییسی و جناب آقای دکتر ریاضی تشکر مي نمايم.
همچنین از آقای ذوالقدر و رئوفی تشکری خالصانه و از دوستان گرانمایهام و همه کسانی که به نوعی مرا در به انجام رسانیدن این مهم یاری نمودند، سپاسگزاری مینمایم.
چکيده

شبیه سازی پدیدهی کشش سطحی دینامیکی در سیستمهای نفت حلال بر اساس فرآیند نفوذ

به وسيلهي:

فاطمه نیکخو

یکی از فرآیندهای مطرح در زمینهی ازدیاد برداشت از مخازن نفتی، تزریق گاز است. بنابراین دریافتی صحیح از مکانیزمها و چگونگی انجام این فرآیندها گامی بزرگ در جهت افزایش بهرهوری از مخازن نفتی به شمار میآید. در این تحقیق، مکانیزم انتقال جرم در سیستمهای گاز- مایع برای دو هیدروکربن موجود در نفت، در حضور گازهای دی اکسید کربن و نیتروژن مورد بررسی قرار میگیرد. از آنجایی که تغییر کشش سطحی دینامیک نتیجهی انتقال جرم بین فاز مایع و گاز است، در تحقیق حاضر، دو مدل انتقال جرمی مختلف برای این سیستمها بر اساس دادههای کشش سطحی دینامیکی موجود در مرکز ازدیاد برداشت ارائه گردید. با مقایسهی نتایج به دست آمده از مدلها با نتایج واقعی، مدل انتقال جرمی شامل مقاومت در مرز دو سیال، به عنوان مدل انتقال جرمی صحیح انتخاب و اثر پارامترهای دما، فشار و زمان بر روی ضرایب انتقال جرم مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، ضریب انتقال جرم در مرز دو سیال با گذشت زمان، کاهش و با افزایش فشار، افزایش مییابد؛ اما تغییرات این ضریب با دما روند مشخصی ندارد که علت آن اثر متفاوت دو پدیدهی حلالیت و نفوذپذیری در انتقال جرم میباشد. به طور کلی در سیستمهایی که نیتروژن به عنوان فاز گاز به کار رفته باشد، نسبت به سیستمهای شامل دی اکسید کربن، مقاومت انتقال جرمی در مرز دو سیال بیشتر است. علاوه بر این، سیستمهای شامل هپتان، مقامت مرزی کمتری نسبت به سیستمهای حاوی هگزادکان از خود نشان میدهند.

فهرست مطالب

عنوان
صفحه

فصل اول: مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………1
فصل دوم: مباني تحقيق……………………………………………………………………………………………………………..4
2-1- کشش سطحی تعادلی و روشهای اندازه گیری آن………………………………………………………..5
2-1-1- دستهی اول: اندازه گیری با استفاده از یک میکروبالانس…………………………………………..7
2-1-2- دستهی دوم: اندازه گیری فشار مویینگی……………………………………………………………………8
2-1-3- دستهی سوم: آنالیز تعادل بین نیروهای گرانش و موئینه ………………………………………..9
2-1-4- دستهی چهارم: آنالیز قطرههای منحرف شده بر اثر گرانش ………………………………… 10
2-2- کشش سطحی دینامیک ……………………………………………………………………………………………..13
فصل سوم: روش های اندازگیری ضریب نفوذ ……………………………………………………………………..14
3-1- روش های اندازه گیری ضریب نفوذ به صورت مستقیم……………………………………………….16
3-2- روش های اندازه گیری ضریب نفوذ به صورت غیر مستقیم…………………………………..16
3-2-1- اندازه گیری ضریب نفوذ بر اساس تغییر حجم گاز …………………………………………..16
3-2-2- اندازه گیری ضریب نفوذ بر اساس تغییر فشار گاز………………………………………………….18
3-2-3- اندازه گیری ضریب نفوذ بر اساس آنالیز کشش سطحی تعادلی و دینامیکی………..19
3-2-4- اندازه گیری ضریب نفوذ بر اساس شکل قطرهی معلق…………………………………………22
3-2-5- اندازه گیری ضریب نفوذ بر اساس حجم قطرهی معلق…………………………………………25
فصل چهارم: مروری بر تحقیقات انجام شده………………………………………………………………………….27
4-1- پیشینهی تحقیق………………………………………………………………………………………………………….28
فصل پنجم: انجام کار……………………………………………………………………………………………………………..32
5-1- قسمت آزمایشگاهی……………………………………………………………………………………………………..33
5-1-1- مواد به کار رفته ……………………………………………………………………..34
5-1-2- تجهیزات به کار رفته در آزمایش……………………………………………………………………………..34
5-1-3- شرح آزمایش…………………………………………………………………………………………………………….35
5-2- قسمت مدلسازی……………………………………………………………………………………………………………36
5-2-1- مدل انتقال جرمی…………………………………………………………………………………………………… 37 فصل ششم: نتایج……………………………………………………………………………………………………………………..44
6-1- اندازه گیری کشش سطحی دینامیکی………………………………………………………………………….44
6-2- کشش سطحی تعادلی…………………………………………………………………………………………………..47
6-3- محاسبهی ضریب نفوذ با فرض عدم وجود مقاومت در مرز گاز- مایع…………………………52
6-4- محاسبهی ضریب انتقال جرم در مرز گاز- مایع با فرض وجود مقاومت مرزی……………59
6-5- اثر دما، فشار و زمان روی ضریب انتقال جرم مرزی……………………………………………………..60
فصل هفتم: نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………….72
فصل هشتم: پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………..75
منابع…………………………………………………………………………………………………………………………………..77

فهرست جداول

عنوان و شماره
صفحه

جدول6-1- فهرستی از پارامترهای مورد نیاز برای شبیه سازی فرآیند انتقال جرم…………..51
جدول6-2- مقایسهی مقدار ضریب نفوذ در سیستمهای دی اکسید کربن- هگزادکان و دی اکسید کربن- هپتان……………………………………………………………………………………………………………………………57
جدول6-3- مقایسهی مقدار ضریب انتقال جرم مرزی برای سیستمهای مختلف در دماها و فشارهای متفاوت………………………………………………………………………………………………………………….58

فهرست اشکال

عنوان و شماره
صفحه
شکل 2-1 شکل یک فیلم صابونی که روی چارچوبی فلزی کشیده شده است …………………………….6
شکل 2-2 استفاده از روش لوله مویین برای اندازه گیری کشش سطحی……………………………………….9 شکل 2-3 تعریف ابعاد و مولفه های توصیف شده در دستهی چهارم……………………………………………11
شکل 2-4 تعریف مولفه های روش قطره معلق………………………………………………………………………………11
شکل 2-5 شماتیک روش چرخش………………………………………………………………………………………………….12
شکل 3-1 شرایط انتقال جرم به کار گرفته شده در تعیین ضریب نفوذ با استفاده از تغییر حجم فاز گاز…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….17
شکل 3-2 شماتیک تجهیزات آزمایشگاهی روش بدست آوردن ضریب نفوذ از طریق کشش سطحی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….20
شکل3-3 تصویر شماتیک یک قطره که به وسیلهی گاز محاط شده است………………………………….21
شکل 5-1 شماتیک تجهیزات استفاده شده برای اندازه گیری کشش سطحی (1- محفظهی شیشه ای پر فشار، 2- دستگاه تولید کنندهی فشار، 3- مانومتر، 4- مخزن گاز، 5- مخزن مایع) …………34
شکل 5-1 شماتیک یک قطره مایع معلق در حضور گاز پر فشار دی کسید کربن……………………….37
شکل 6-1 کشش سطحی دینامیکی اندازهگیری شده برای سیستم دی اکسید کربن- هگزادکان در فشار MPa895/6 و دماهای

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید