Mathematical modeling of horizontal two-phase flow through fully eccentric annuli
Tam eksentrik halkasal ortamda yatay iki fazlı akısın matematiskel modellenmes
- Tez No: 222984
- Danışmanlar: Y.DOÇ.DR. MEHMET EVREN ÖZBAYOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği, İnşaat Mühendisliği, Chemical Engineering, Petroleum and Natural Gas Engineering, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: ki Fazlı Akıs, Sürtünme Basınç Kayıpları, Sürtünme Faktörü, Mekanistik Model, Eksentrik Halkasal Ortam, Çok Fazlı Akıs Deneyi, Two-phase Flow, Frictional Pressure Loss, Friction Factor, Mechanistic Model, Eccentric Annulus, Multiphase Experiment
- Yıl: 2006
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
Bu çalısmadaki baslıca hedef, iki fazlı akısın yatay halkasal ortamlardaki akısmekanizmasını, hidroligini ve karakteristigini anlamaktır. Bu amaca ulasırkenyogun bir sekilde hem teorik hem de deneysel çalısmalar yapılmıstır. ODTÜ-PETE-KTÇFAL (Orta Dogu Teknik Üniversitesi Petrol ve Dogal Gaz MühendisligiBölümü Kesinti Tasıma ve Çok Fazlı Akıs Laboratuvarı) iki fazlı akıs deneydüzenegi 0.1143m iç çaplı akrilik muhafaza borusu - 0.0571m dıs çaplı sondajborusu ve 0.0932m iç çaplı akrilik muhafaza borusu - 0.0488m dıs çaplı sondajborusu geometrik özellikteki yatay halkasal ortamdan olusmaktadır ve uzunlugu4.84m'dir. Deneyler sırasında çesitli gaz ve sıvı akıs debilerinde olusan basınçkayıpları dijital ve analog olarak kaydedilmistir. Akıs biçimleri ise görsel olaraktespit edilmistir. Bir yandan da mekanistik model olusturulmustur. Borulardakiviiiki fazlı akıs için Taitel ve Dukler1 tarafından gelistirilen akıs biçimi tayinikriterleri tercih edilmis ve tam eksentrik halkasal ortama uyarlanmıstır. Eksentrikhalkasal ortamın karmasık geometrisi tek bir yeni çap terimi, temsili çap dr iletemsil edilmistir. Temsili çap, basınç kayıpları hesaplamaları sırasında dakullanılmıstır. Matlab 7.0.4 programı kullanılarak olusturulan mekanistik modeledayalı bilgisayar kodu yazılmıstır. Hem akıs biçimi tayinleri hem de sürtünmekaynaklı basınç kayıpları hesaplamaları deneysel verilerle karsılastırılmıstır.Ayrıca, her bir akıs biçimi için sürtünme faktörü bagıntıları istatistiksel yöntemkullanılarak olusturulmustur. Olusturulan modelin ve sürtünme faktörübagıntılarının performansı deneysel veriler kullanılarak degerlendirilmistir. Buçalısmada olusturulan mekanistik model akıs biçimleri geçislerini ve basınçkayıplarını dogru bir sekilde tayin edebilmektedir. Basınç kayıpları ± 30% hatasınırları arasındadır.
Özet (Çeviri)
The primary objective of this study is to understand the mechanism, thehydraulics and the characteristics, of the two-phase flow in horizontal annuli.While achieving this goal, both theoretical and experimental works have beenconducted extensively. The METU-PETE-CTMFL (Middle East TechnicalUniversity, Petroleum and Natural Gas Engineering Department, CuttingsTransport and Multiphase Flow Laboratory) multiphase flow loop consists of4.84 m long eccentric horizontal acrylic pipes having 0.1143m inner diameter(I.D) acrylic casing - 0.0571m outer diameter (O.D) drillpipe and 0.0932m I.Dacrylic casing - 0.0488m O.D drillipipe geometric configurations. During eachexperiment, differential pressure loss data obtained from digital and analogpressure transmitters at a given liquid and gas flow rate were recorded. Thevflow patterns were identified visually. Meanwhile a mechanistic model has beendeveloped. The flow pattern identification criteria proposed originally for twophaseflow through pipes by Taitel and Dukler1 has been inherited and modifiedfor the eccentric annular geometry. The complex geometry of eccentric annulihas been represented by a new single diameter definition, namelyrepresentative diameter dr. The representative diameter has been used whilecalculating the pressure losses. A computer code based on the algorithm of theproposed mechanistic model has been developed in Matlab 7.0.4. Both the flowpattern prediction and the frictional pressure loss estimation are compared withthe gathered experimental data. Moreover, friction factor correlations havebeen developed for each flow pattern using experimental data and statisticalmethods. The performance of the proposed model and the friction factorcorrelations has been evaluated from experimental data. The mechanisticmodel developed in this study accurately predicts flow pattern transitions andfrictional pressure losses. The model?s pressure loss estimations are within± 30% for two different annular flow geometries.
Benzer Tezler
- Zorlanmış salınımlı dikey akışta gözenekli ortamın ısı geçişine etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental investigations on the effect of porous media on heat transfer from vertical forced oscillated fluid flow
ESRA KEŞAF
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. ERSİN SAYAR
- Experimental and numerical investigation of single and multiple droplet interactions with high-temperature surfaces
Yüksek sıcaklığa sahip yüzeylerde tek ve çoklu damlacık etkileşimlerinin deneysel ve sayısal incelenmesi
AHMET GÜLTEKİN
Doktora
İngilizce
2021
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK
- Kısmen veya tamamen akışkana daldırılmış sonsuz derin akışkan ortamındaki kabukların hidroelastik ve elastoakustik analizi
Hydroelastic and elastoacoustic analysis of partially and fully submerged shells in infinitely deep water
İBRAHİM TUĞRUL ARDIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ERGİN
- Application of kNN-GRNN algorithm for liquid holdup determination in two-phase flow
İki fazlı akışta sıvı oranının belirlenmesi için kNN-GRNN algoritmasının kullanılması
MEHMET SADIK PEKTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT ÇINAR
- Kapalı hacim yangınlarında güneş kırıcı elemanların düşey yangın yayılımına etkisinin sayısal modelleme yöntemi ile incelenmesi
Investigation of sunshading elements on vertical fire spread in enclosed fire by numerical simulation
ÇİSEL EZGİ KARAKOYUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SERTESER