It is assumed that the deposition phenomenon consists of two steps: transport of Asphaltene particles toward the wall and attachment of them to the wall

(1)

یشهوژپ یملع همانهام

یسدنهم کیناکم

سردم

mme.modares.ac.ir

Please cite this article using:

لدم هتفشآ نایرج رد نیتلافسآ بوسر خرن یددع یزاس هلول لخاد ی

لدبم یترارح یاه

یناسراف یبارت ناکشا نایحادم اضر ،

1

*2

یرظن نیسحریما ، تاهیه یدهمدمحم ،

1

2

-1 نارهت ،سردم تیبرت هاگشناد ،کیناکم یسدنهم ،دشرا یسانشراک یوجشناد

-2 نارهت ،سردم تیبرت هاگشناد ،کیناکم یسدنهم ،رایداتسا

یتسپ قودنص ،نارهن * 14115-143

، [email protected]

هلاقم تاعلاطا هدیکچ

لماک یشهوژپ هلاقم :تفایرد ید06 1396

:شریذپ نمهب10 1396

:تیاس رد هئارا دنفسا10

1396 لدم ماخ تفن رد نیتلافسآ تارذ بوسر شهوژپ نیا رد

هدیدپ تسا هدش ضرف .تسا هدش یزاس بوسر ی

لاقتنا :تسا هلحرم ود لماش یراذگ

هزادنا هب هجوتاب .حطس هب تارذ نیا لاصتا و حطس کیدزن هب نیتلافسآ تارذ وگ شرگن زا نیتلافسآ تارذ یرتمورکیم ی

لدم یارب هن لاقتنا یزاس

لدم .تسا هدش هدافتسا نیتلافسآ تارذ لاصتا و یگتفشآ زا یشان شخپ طسوت حطس کیدزن هب نیتلافسآ تارذ لاقتنا یزاس

نایرج تاکرح و

لدم لوا هبترم یحطس ییایمیش شنکاو کی طسوت زین لاصتا دنیآرف .تسا هدش ماجنا ،تارذ ینوارب دم رد نینچمه .تسا هدش یزاس

ل یزاس

تعرس و حطس یامد دننام یتایلمع طیارش تارثا ،هدش ماجنا تسا هدش هتفرگ رظن رد تارذ لاصتا خرن رد

،تعرس یاهریغتم ریثات تیاهنرد .

بوسر خرن رب نیتلافسآ تارذ تظلغ و حطس یامد لدم یراذگ

هداد اب و تسا هدش یزاس لصاح جیاتن دنور .تسا هدش هسیاقم یهاگشیامزآ یاه

هب خ هداد اب یبو ب دراد قباطت یهاگشیامزآ یاه ه

یروط لدم یاطخ رادقم نیرتشیب هک اب ربارب یزاس

خرن رب هولاع نینچمه .تسا دصرد20

بوسر لدم زا لصاح لاصتا و لاقتنا خرن ،یراذگ هنیمز رد دوجوم طباور اب یبوخ هب لاقتنا خرن دنور .تسا هدش هدروآ زین یزاس

یارب مرج لاقتنا ی

ایرج ب هدمآ تسدب جیاتن اما دراد قباطت هتفای هعسوت ن ه

طسوتم روط شیپ رادقم زا رتشیب دصرد15

رد اریز ؛دنتسه طباور نیا طسوت هدش ینیب

هسدنه هسیاقم .تسا هعسوت لاح رد نایرج یسررب دروم ی یم ناشن لاصتا و لاقتنا خرن ی

تارذ لاصتا ،نیتلافسآ تارذ بوسر یارب هک دهد

رایسب تیمهارپ لدم لیلد نیمه هب و تسا تارذ لاقتنا زا رت شیپ رد یدایز ریثات تارذ لاصتا حیحص یزاس

بوسر خرن ینیب .دراد نیتلافسآ تارذ

:ناگژاو دیلک هیبش یددع یزاس

نیتلافسآ بوسر تارذ لاصتا هنوگ درکیور

CFD modeling of Asphaltene deposition in turbulent flow inside heat exchanger pipe

Ashkan Torabi Farsani, Reza Maddahian^*, Amirhossein Nazari, Mohammad Mahdi Heyhat

Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

* P.O.B. 14115-143, Tehran, Iran, [email protected]

ARTICLE INFORMATION ABSTRACT

Original Research Paper Received 27 December 2017 Accepted 30 January 2018 Available Online 01 March 2018

In this research, the Asphaltene particles deposition are modeled using species transport equations. It is assumed that the deposition phenomenon consists of two steps: transport of Asphaltene particles toward the wall and attachment of them to the wall. Due to the small size of Asphaltene particles, their motion are simulated using species transport equations. The transport phenomenon of Asphaltene particles are modeled by turbulent and Brownian diffusion and the attachment mechanism is modeled by employing first order chemical reaction near the surface. Effects of surface temperature and velocity are also considered in the model. Finally, the effects of important parameters such as velocity, surface temperature and Asphaltene concentration on deposition rate are investigated and compared with experimental data. The simulation results are agreed well with experimental data and the maximum error of the model is about 20 percent. Also in addition of deposition rate, transport and attachment rate are investigated. The predicted trend of transport rate agrees well with mass transfer equations for fully developed turbulent flow but the model has the average error of 15 percent. The prediction error is due to the under developing assumption in the computational model. The results indicate that the attachment mechanism is more important than transport. Therefore, accurate modelling of attachment has significant effects on prediction of Asphaltene deposition rate.

Keywords:

Numerical simulation Asphaltene deposition attachment of particles Species approach

همدقم-1 بوسر هتخانش حوطس یور رب دماج هبش ای دماج داوم عمجت ناونع هب یراذگ

یم ترارح لاقتنا بیرض ندش مک دننام یبولطمان تارثا داجیا ثعاب هک دوش

لدبم رد یم یراجم رد یگتفرگ و راشف تفا شیازفا و اه دوش

نیا رد .[1]

نایم بوسر هب ماخ تفن رد یراذگ یلصا زا یکی ناونع

شهاک لیلاد نیرت

هاگشیلااپ رد نایز شیازفا و یهدزاب یم بوسحم تفن لاقتنا طوطخ و اه

دوش هدز نیمخت لاثم یارب .تسا رادروخرب یرایسب تیمها زا لیلد نیمه هب و

یم هاگشیلااپ دوش زا شیب هنلااس اکیرمآ یاه

ب رلاد درایلیم 2 ه

رطاخ

بوسر یم ررضتم یراذگ دنوش

.[2]

هدنهد لیکشت یازجا هب هتسب ماخ تفن ،یتایلمع طیارش و ماخ تفن ی

یم مزیناکم تحت دناوت هدمع زا یکی اما دنک بوسر یتوافتم یاه

لیلاد نیرت

لدبم رد ماخ تفن بوسر بوسر هب طوبرم تفن لاقتنا طوطخ و یترارح یاه

(2)

نیتلافسآ تسا ماخ تفن رد دوجوم1

3]

- نیگنس ناونع هب نیتلافسآ .[5 و نیرت

یبطق یم هتخانش تفن ءزج نیرت للاح رد هک دوش

دننام عابشا کیتافیلآ یاه

لامرن ناتپه لامرن و2

ناتنپ یمن لح3

للاح رد اما دوش نئولوت دننام یبطق یاه

هدنهد لیکشت یازجا و راشف ،امد رد رییغت .تسا لولحم یم ماخ تفن ی

دناوت

هب رجنم ماخ تفن رد نیتلافسآ لولحمان تارذ لیکشت و نیتلافسآ زاف رییغت

دوش .[6]

هتکن زاف رییغت تلع هک تسا نیا نیتلافسآ بوسر دروم رد مهم ی

یمن دوخ یدوخ هب نیتلافسآ زاف رییغت ؛دشاب هک هچ ره نیتلافسآ رجنم دناوت

هب ادتبا هتفرگ لکش تارذ نیا تسا مزلا هکلب دوش بوسر لیکشت هب کیدزن

لاقتنا حطس لاصتا اب سپس و دنبای4

.دنهد بوسر لیکشت حطس هب5

مزیناکم هزادنا هب هتسباو رایسب تارذ لاقتنا یاه گرزب تارذ ؛تسا تارذ ی

رت

یگتفشآ زا یشان هدش بسک یسرنیا ریثات تحت رتشیب لقتنم نایرج یاه

یم ارب یاهورین ریثات تحت کچوک رایسب تارذ هک یتروص رد دنوش

6ینو هب

یم لقتنم حطس کیدزن دنوش

یاهورین ریثات تحت حطس هب تارذ لاصتا .[7]

یم خر لایس و هرذ و راوید و هرذ نیب دوجوم هلصاف رد اهورین نیا .دهد

هب یا

هزادنا یم ادیپ تیمها هراوید زا تارذ رطق ربارب دنچ ی لیلد نیمه هب و دننک

لدم نآ یزاس شلاچ رایسب اه تسا زیگنارب

متسیس رد .[8]

خرن هک ییاه

بوسر یم لرتنک حطس کیدزن هب تارذ لاقتنا ار یراذگ بوسر دننام دنک

لدم ،اوه رد تارذ متسیس رد اما درادن تیمها تارذ لاصتا قیقد یزاس

ییاه

بوسر خرن تارذ لاصتا هک یم لرتنک ار یراذگ

رد نیتلافسآ بوسر دننام دنک

لدم ،ماخ تفن ارذ لاصتا حیحص یزاس

شیپ رد یساسا شقن حطس هب ت ینیب

بوسر خرن حیحص دراد یراذگ

هدمع .[9]

شهوژپ ی رد هدش ماجنا یاه

هنیمز بوسر ی رتشیب هک تسا اوه رد تارذ بوسر هب طوبرم یراذگ

لدم یور رب ناشزکرمت شهوژپ نیا رد .تسا تارذ لاقتنا یزاس

لدم اه یزاس

هب تارذ لاصتا یمن ماجنا قیقد تروص

و دوش هب یم ضرف کیسلاک روط دوش

شهوژپ .تسا رفص حطس یور رب تارذ تظلغ یم ناشن دیدج یاه

هک دنهد

یم ادیپ تیمها تارذ لاصتا هک ینامز یارب یزرم طرش نیا حیحص دنک

یم لصاح جیاتن و تسین دنک داجیا اطخ هبترم کی ات دناوت

.[10]

شهوژپ نیلوا هنیمز رد اه

بوسر کیزیف مهف ی فسآ یراذگ

تفن رد نیتلا

لاچناپ و تربیا طسوت ماخ یسررب اب شهوژپ نیا رد .تسا هدش ماجنا[11]

هداد لدبم رد نیتلافسآ بوسر دروم رد یبرجت یاه هاگشیلااپ یاه

ریثات هب اه

بوسر نازیم رد ... و حطس یامد ،تعرس دننام یتایلمع طیارش یراذگ

هجیتن هک تسا هدش هتخادرپ اتسآ موهفم حرط نآ ی

هن بوسر ی یراذگ هدوب7

بوسر صلاخ خرن موهفم نیا قبط .تسا شخب ود لضافت لصاح یراذگ

8تسشن تشادرب و حطس یور رب تابوسر هجیتن رد ؛تسا حطس زا تابوسر9

هبساحم یارب بوسر صلاخ خرن ی

ود نیا یارب یتارابع تسا یفاک یراذگ

نیا زا هدافتسا اب .دوش هئارا یتایلمع طیارش بسحرب شخب و تربیا موهفم

هطبار لاچناپ شیپ تهج یبرجت همین یا

بوسر خرن ینیب .دندرک هئارا یراذگ

شهوژپ همادا رد یرگید ددعتم یاه هدش ماجنا لاچناپ و تربیا شهوژپ ی

هناتسآ موهفم زا هدافتسا اب هک تسا بوسر ی

تهج یبرجت همین طباور یراذگ

شیپ بوسر خرن ینیب دندرک هئارا یراذگ

[14-12]

و ماخ تفن عون هب هتسب اما ؛

1 Asphaltene

2 Normal heptane

3 Normal pentane

4 Transport

5 Adhesion

6 Brownian force

7 Threshold fouling

8 Deposition

9 Removal

یم طباور نیا زا کی ره یتایلمع طیارش زا شیب ات دناوت

هتشاد اطخ دصرد60

دشاب هدنهد ناشن هک [15]

هدیدپ هک تسا عوضوم نیا ی هدیچیپ ی

دننام یا

یمن ار نیتلافسآ بوسر هطبار کی رد ناوت

.درک هصلاخ یبرجت همین ی

یماج شهوژپ اراکمه و یدمحلاا

ن شهوژپ رگید زا[16]

مهم یبرجت یاه

یم نیتلافسآ بوسر دروم رد شهوژپ نیا رد .دشاب

نیتلافسآ تارذ بوسر

هلول لخاد رد هتفشآ نایرج میژر تحت هدش یسررب یهاگشیامزآ تروص هب اه

هجیتن هک تسا هئارا نآ ی

هطبار ی شیپ یارب یبرجت همین یا خرن ینیب

بوسر فلتخم طیارش بسحرب یراذگ یم یتایلمع

فلاخرب هطبار نیا .دشاب

هناتسآ موهفم زا هدافتسا اب هک نیشیپ طباور بوسر ی

هدمآ تسدب یراذگ

یگدنبسچ بیرض موهفم زا هدافتسا اب ،دندوب ب10

ه نیمه هب و تسا هدمآ تسد

هب هک یتارذ مامت یگدنبسچ بیرض موهفم قبط .تسا تیمها زئاح لیلد یم لقتنم حطس کیدزن بوسر دنوش

یمن زا یدودحم دادعت طقف هکلب دننک

یم تارذ نیا تارذ دادعت تبسن .دننک بوسر و دنوش لصتم حطس هب دنناوت

هدش لقتنم حطس کیدزن هب هک یتارذ دادعت هب هدرک بوسر بیرض دنا

یم ناشن تاقیقحت .دراد مان یگدنبسچ دننامه تابوسر تشادرب هک دنهد

هچنآ موهفم رد هناتسآ بوسر ی یراذگ شیپ بوسر یارب تسا هدش ینیب یراذگ

یمن قافتا ماخ تفن رد دتفا

لدم شور لیلد نیمه هب و [17]

یزاس

یماج یم یدمحلاا رد .دشاب هتشاد یرتشیب قباطت هدیدپ نیا کیزیف اب دناوت

همادا ناراکمه و یمیلس ،شهوژپ نیا ی [18]

میژر تحت نیتلافسآ بوسر

هلول رد مارآ نایرج روص هب ار اه

شهوژپ نیا رد .دندرک یسررب یهاگشیامزآ ت

هطبار یگدنبسچ بیرض موهفم زا هدافتسا اب زین یارب یبرجت همین یا

شیپ بوسر خرن ینیب میژر یارب یدرکلمع فلتخم طیارش بسحرب یراذگ

.تسا هدش هئارا مارآ نایرج لاس رد لدم ریخا یاه بوسر یزاس

یددع تروص هب نیتلافسآ یراذگ

ناراکمه و ساگراو .تسا هتفرگ رارق نیققحم زا یخرب هجوت دروم اب[19]

لدم هب هنوگ شرگن زا هدافتسا بوسر خرن یزاس

طوطخ رد نیتلافسآ یراذگ

لدم ریز لماش شهوژپ نیا .دنتخادرپ تفن لاقتنا لدم یارب ییاه

دیلوت یزاس

نتسویپ مه هب ،نیتلافسآ تارذ نآ11

نآ لاصتا و اه ساگراو .تسا حطس هب اه

شهوژپ جیاتن زا هدافتسا اب ناراکمه و مه هب هک دندرک ضرف نیشیپ یاه

گرزب یتارذ لیکشت ثعاب نیتلافسآ تارذ نتسویپ یم رت

تارذ نیا هک دوش

گرزب بوسر رد رت هلداعم تیاهنرد .دنرادن تکرش یراذگ

ب ی ه هب هدمآ تسد

یزرم طیارش هارمه شا

یب ، هورگ ریثات نآ یددع لح اب سپس و هدش دعب یاه

یب بوسر خرن رد دعب همادا رد .دش یسررب یراذگ

و پاروک شهوژپ نیا ی

ناراکمه شیپ رد ساگراو لدم ییاناوت [20]

بوسر خرن حیحص ینیب یراذگ

هنومن یارب تباث راک نیا یارب .دندرک یسررب ار یعقاو یاه یکیتنیس یاه

یلوت هب طوبرم هب لاصتا و نتسویپ مه هب ،د

هنوگ هک دندش هتفرگ رظن رد یا

بوسر خرن لدم زا لصاح یراذگ هداد اب ار قباطت نیرتهب ،یزاس

یبرجت یاه

بوسر خرن شور نیا اب .دشاب هتشاد هنومن ود رد یراذگ

طوطخ یتعنص ی

لدم تفن لاقتنا حطس هب تارذ لاصتا خرن هک تسا رکذ هب مزلا .دش یزاس

رایسب شهوژپ نیا رد اما تسا لایس تعرس دننام یتایلمع طیارش هب هتسباو

تباث ،تعرس ره یارب تسا مزلا لیلد نیمه هب و تسا هدشن هدید رثا نیا یاه

هداد اب ار قباطت نیرتهب جیاتن ات دنوش هتفرگ رظن رد یتوافتم یکیتنیس یاه

،یلبق شهوژپ لیمکت یارب لیلد نیمه هب .دنشاب هتشاد یبرجت و پاروک

ناراکمه تباث ندروآ تسدب یارب یشور [21]

رد دوجوم یکیتنیس یاه

لدم هدافتسا اب تیاهن رد .دندرک هئارا یتایلمع فلتخم طیارش بسحرب یزاس

10 Sticking probability

11 Aggregation

(3)

بوسر خرن رب زدلونیر ددع ریثات شور نیا زا جیاتن دنور .دش یسررب یراذگ

هداد اب هدمآ تسدب هتکن .دراد تقباطم یبرجت یاه

مهم ی شهوژپ رد یاه

تسا هدش هتفرگ رظن رد ناسکی هراوید و لایس یامد هک تسا نیا هدش رورم لدم یارب هک هلول رد نیتلافسآ بوسر یزاس

یتسرد ضرف تفن لاقتنا یاه

شیامزآ اما تسا یم ناشن اه

دنهد [18,16]

بوسر نازیم رد هراوید یامد هک -

جیاتن لیلد نیمه هب و دراد یدایز ریثات یراذگ شهوژپ نیا

یمن ار اه رد ناوت

لدبم .درک ظاحل ماخ تفن یاه

ناراکمه و تایب هارمه هب نیتلافسآ بوسر هک دندوب یناسک نیلوا زا[22]

یصلاخان لدبم رد ار ماخ تفن رد دوجوم یاه لدم یترارح یاه

.دندرک یزاس

لدم حطس هب تارذ لاصتا و لاقتنا هنوگ شرگن اب شهوژپ نیا رد هدش یزاس

هیلا دشر و تسا هنوگ یارب لااب رایسب تجزل نتفرگ رظن رد اب زین بوسر ی

-

لدم یبوسر یاه .تسا هدش یزاس

لدم رد هطبار لاصتا دنیآرف یزاس دروم ی

هداد اب هسیاقم قیرط زا هدافتسا ب یبرجت یاه

ه هدمآ تسد یامد ریثات طقف هک

گ رظن رد لایس تعرس ریثات اما تسا هدش هدید نآ رد حطس .تسا هدشن هتفر

شهوژپ هباشم زین شهوژپ نیا رد تباث ،یلبق یاه

لدم رد دوجوم یاه و یزاس

هنوگ شخپ بیرض و تجزل نینچمه ب یبوسر یاه

ه هتفرگ رظن رد یروط

هدش هداد هنومن کی اب لصاح جیاتن هک دنا رد .دشاب هتشاد تقباطم یبرجت یاه

قح رگید یشهوژپ سانش

نموه و درف وسر خرن[23]

ب لدبم رد یراذگ اب ار اه

هلداعم یددع لح هنوگ یاقب ی

لدم و اه یزاس نیتلافسآ تارذ لاصتا و لاقتنا

.دندروآ تسدب ناراکمه و تایب شهوژپ اب هباشم

لدم [22]

لاصتا یزاس

هطبار طسوت هدید نآ رد حطس یامد ریثات طقف هک هدش ماجنا یبرجت همین یا

.تسا هدش بوسر خرن تیاهن رد

اذگ دننام یتایلمع فلتخم طیارش بسحرب یر

ب نیتلافسآ تارذ تظلغ و حطس یامد ،تعرس ه

هداد اب و هدمآ تسد یاه

هسیاقم .تسا هدش هسیاقم یبرجت ب جیاتن هک تسا نآ زا یکاح جیاتن ی

ه تسد

هداد اب هدمآ شهاک ثعاب تعرس شیازفا لاثم یارب ؛درادن تقباطم یبرجت یاه

بوسر خرن یم یراذگ دوش لدم جیاتن اما ناشن ار عوضوم نیا فلاخ یزاس

یم .دنهد یم قباطت مدع نیا تلع مامت ریثات نتفرگ رظن رد رطاخ هب دناوت

لدم رد تعرس دننام یتایلمع طیارش .دشاب تارذ لاصتا یزاس

هلاقم یسررب هنیمز رد هدش ماجنا یاه

لدم ی نیتلافسآ بوسر یزاس

یم صخشم همه یسررب هک دنک

هبناج رب رثوم یاهریغتم مامت دروم رد یا

بوسر هداد اب جیاتن دنور دراوم یضعب رد و تسا هدشن ماجنا یراذگ یبرجت یاه

لدم رد هدش هدافتسا طباور نینچمه .درادن تقباطم ،تارذ لاصتا خرن یزاس

هداد اب هسیاقم قیرط زا هدمآ تسدب یبرجت یاه

نیا هب هجوت اب و دنا ریثات هک

ثات یاهریغتم نآ رد حطس یامد و تعرس دننام راذگ ری

،تسا هدشن هدید اه

کچوک یم ثعاب اهریغتم نیا رد رییغت نیرت تباث و طباور نیا دوش

طوبرم یاه

نآ هب رضاح شهوژپ یلصا فده لیلد نیمه هب .دنشابن هدافتسا لباق رگید اه

لدم یف رب ینتبم نیتلافسآ تارذ لاصتا هژیو هب و لاقتنا دنیآرف یزاس نیا کیز

هدیدپ هنوگ هب ؛تسا اه حطس یامد و تعرس دننام یتایلمع طیارش رثا هک یا

لدم رد نآ یزاس تباث هجیتن رد .دوش ظاحل اه رد هدافتسا دروم یاه

لدم یارب و دنتسین هتسباو یتایلمع طیارش هب رگید یزاس لایس و هسدنه کی

صخشم تباث نیا ندروآ تسدب راب کی اب یم ،اه

وسر ناوت ب مامت رد یراذگ

ب ار یتایلمع فلتخم طیارش ه

.دروآ تسد

مکاح تلاداعم-2 -2 -1 لایس رب مکاح تلاداعم

نامه هلئسم دش هداد حیضوت همدقم شخب رد هک روط لماش یسررب دروم ی

تلاداعم .دراد دوجو نیتلافسآ یرتمورکیم تارذ نآ رد هک تسا تفن لایس یژرنا یاقب و موتنموم یاقب ،یگتسویپ

و تعرس رب مکاح لیسنارفید تلاداعم

یم لیکشت ار تفن یامد تلاداعم .دش دنهاوخ یفرعم همادا رد هک دنهد

تلاداعم رد بیترت هب یرادرب مرف رد یژرنا و موتنموم یاقب ،یگتسویپ (

)1 ،

و(2) ( )3 تسا هدش هدروآ .[24]

،لااب تلاداعم رد 𝑢⃗

،تعرس رادرب ،تفن یلاگچ𝜌

،راشف𝑝 شنت روسنات𝜏

،یشرب 𝑐𝑝

،تفن هژیو یامرگ 𝐾eff

و رثوم تیاده بیرض هوحن .تسا امد𝑇

ی

هبساحم ( هلداعم رد یشرب شنت روسنات ی تسا هدش هدروآ )4

.[24]

( )4 𝜏 = 𝜇_eff(∇𝑢⃗ + ∇𝑢⃗ ^𝑇−2

3∇ ∙ 𝑢⃗ 𝐼)

( هلداعم رد )4

𝜇eff

و رثوم تجزل .تسا دحاو روسنات𝐼

بوسر خرن یگتسباو هب هجوت اب هراوید کیدزن رد لایس طیارش هب یراذگ

لدم یارب تسا مزلا هدافتسا ینییاپ زدلونیر لدم زا نایرج یگتفشآ یزاس

هبساحم ییاناوت هک دوش ریغتم ی

یکیدزن رد یگتفشآ یاه هیلاریز و هراوید

ی

هب ؛دشاب هتشاد ار نایرج جزل لدم زا شهوژپ نیا رد لیلد نیمه

k- ω SST

لدم یارب زا رود یحاون رد لدم نیا .تسا هدش هدافتسا نایرج یگتفشآ یزاس

لدم زا هراوید لدم زا هراوید کیدزن یحاون رد و k- ε

یم هدافتساk- ω .دنک

گتفشآ هب طوبرم یاهریغتم تلاداعم هوحن و ی

هبساحم ی ی 𝜇_eff هدروآ ریز رد

تسا هدش .[25]

( )5

𝜕

𝜕𝑡(𝜌𝑘) + ∇ ∙ (𝜌𝑢⃗ 𝑘) = 𝐺𝑘− 𝑌_𝑘+ ∇ ∙ [(𝜇 +𝜇_𝑡 𝜎𝑘

) ∇k]

( )6

𝜕

𝜕𝑡(𝜌𝜔) + ∇ ∙ (𝜌𝑢⃗ 𝜔) = 𝐺𝜔− 𝑌_𝜔+ ∇ ∙ [(𝜇 +𝜇𝑡

𝜎_𝜔) ∇𝜔] + 𝐷_𝜔 ( )7 𝜇𝑡= 𝛼^∗𝜌𝑘

𝜔

( )8 𝜇eff= 𝜇 + 𝜇𝑡

𝐺_𝑘 و 𝐺_𝜔 دیلوت خرن بیترت هب و𝑘

،𝜔 𝑌_𝜔 و 𝑌_𝑘 و للاحمضا خرن 𝜎_𝑘

و 𝜎_𝜔 ددع

یارب یگتفشآ لتنارپ و𝑘

دنتسه𝜔 تیاهنرد . 𝐷𝜔

یدومع شخپ و دراد مان1

یم رهاظ هلداعم رد اگما هب نولیسپا هلداعم لیدبت رطاخب نینچمه .دوش

𝛼^∗ رد

( هلداعم رد یگتفشآ تجزل یعقاوریغ نیمخت زا هک تسا یحلاصا بیرض )7

هتفای شیادج نایرج یم یریگولج

هوحن .دنک لدم ی حیضوت یاهریغتم یزاس

عجرم رد هدش هداد شهوژپ نیا رد نآ ددجم رکذ زا و تسا هدش هدروآ[25]

فرص .تسا هدش رظن

ب یارب ه یم رثوم تیاده بیرض ندروآ تسد هدافتسا زدلونیر هباشت زا ناوت

درک .[24]

( )9 𝐾_eff= 𝐾 +𝑐𝑝𝜇𝑡

Pr_𝑡

و یلوکلوم تیاده بیرض𝐾 Pr𝑡

یژرنا یارب یگتفشآ لتنارپ

یم ناشن تاقیقحت .تسا دنهد

گرزب لتنارپ ددع اب تلاایس یارب هک[26]

زا رت

،0.01 Pr_𝑡 اب ربارب و تباث ًابیرقت نیمه زا زین شهوژپ نیا رد و تسا0.85

یارب رادقم Pr_𝑡

.تسا هدش هدافتسا

-2 -2 افسآ تارذ رب مکاح تلاداعم نیتل

شیامزآ یم ناشن اه دودح رد نیتلافسآ تارذ رطق هک دنهد

ات 0.5 10

تسا رتمورکیم .[27]

هدودحم نیا رد هب تارذ لاقتنا یلصا تلع ،رطق ی

تسا نایرج یگتفشآ زا یشان شخپ و )ینوارب( یلوکلوم شخپ حطس کیدزن شهوژپ .تسا زیچان ًابیرقت لایس و تارذ نیب یشزغل تعرس و ناشن اه

1 Cross diffusion

( )1

𝜕

𝜕𝑡(𝜌) + ∇ ∙ (𝜌𝑢⃗ ) = 0

( )2

𝜕

𝜕𝑡(𝜌𝑢⃗ ) + ∇ ∙ (𝜌𝑢⃗ 𝑢⃗ ) = −∇𝑝 + ∇ ∙ (𝜏)

( )3

𝜕

𝜕𝑡(𝜌𝑐𝑝𝑇) + ∇ ∙ (𝑢⃗ 𝜌𝑐𝑝𝑇) = ∇ ∙ (𝐾eff∇𝑇 + 𝜏 ∙ 𝑢⃗ )

(4)

یم نآ لاقتنا هک یتارذ یارب هنوگ شرگن دنهد ،تسا شخپ ریثات تحت اه

لدم زا هدافتسا هب یزاین و تسا بسانم هدیچیپ یاه

نایرج هب طوبرم رت یاه

تسین یزاف دنچ .[28]

رد نیتلافسآ تارذ لاقتنا رب مکاح یلیسنارفید هلداعم

( هلداعم رد هنوگ شرگن تسا هدش هدروآ )10

.[29]

( )10

𝜕

𝜕𝑡(𝜌𝑌) + ∇ ∙ (𝜌𝑢⃗ 𝑌) = ∇ ∙ (−𝜌𝐷eff∇Y)

هلداعم رد ( )10 و تفن رد نیتلافسآ تارذ یمرج رسک𝑌 𝐷eff

شخپ بیرض

شهوژپ هب هجوتاب هک تسا رکذ هب مزلا .تسا تفن رد تارذ نیا رثوم یاه

یهاگشیامزآ سیسروفومرت یورین رثا زا ،[30]

( هلداعم رد1

فرص )10 هدش رظن

زیچان تلع همادا رد .تسا هب جیاتن شخب رد سیسروفومرت یورین ندوب

لماک تروص .دش دهاوخ هداد حیضوت رت

تلاداعم هباشم (

( و )8 شخپ بیرض عومجم اب ربارب رثوم شخپ بیرض )9

تسا یگتفشآ شخپ و یلوکلوم .[29]

( )11 𝐷_eff= 𝐷 +𝜇_𝑡

Sc_𝑡

Sc𝑡

یرتمورکیم تارذ یارب هک دراد مان یگتفشآ تیمشا ددع

تسا کی اب ربارب نآ رادقم نینچمه .[28]

تارذ یلوکلوم شخپ بیرض𝐷

تارذ رطق و سنج رب هولاع یلوکلوم شخپ بیرض .تسا تفن رد نیتلافسآ نآ یواح لایس تجزل و امد هب هتسباو رایسب نیتلافسآ هب هجوتاب .تسا اه

نیا رادقم هک تیمهارپ رایسب حطس کیدزن رد تارذ لاقتنا خرن نییعت رد𝐷

هب ،تسا فلتخم طیارش یارب لایس تجزل و هراوید یامد رییغت رثا لیلد نیمه

یور رب تسا هدش هدید𝐷 .[29]

( )12 𝐷

𝐷₀= (𝑇𝑠

𝑇_𝑠₀) (𝜇_𝑠₀ 𝜇_𝑠)

𝑇𝑠

و هراوید یامد 𝜇𝑠

.تسا حطس یامد رد تفن تجزل

دنوریز نینچمه .تسا عجرم تلاح کی رد رظن دروم ریداقم فرعم0

( تلاداعم ( ات )10

اما دنتسه هراوید کیدزن هب تارذ لاقتنا رگنایب )12

نامه ینعم هب ًاموزل حطس کیدزن هب تارذ لاقتنا دش هتفگ رتشیپ هک روط

لاصتا تسا مزلا هکلب ؛تسین تارذ بوسر لدم زین حطس هب تارذ

.دوش یزاس

لدم یارب نیا لوا درکیور ؛دراد دوجو درکیور ود تارذ لاصتا یزاس مامت هک

مهرب شنک هب هراوید و تارذ یاه لدم قیقد روط

هب هجوتاب .دنوش یزاس

هنیزه نیا و درکیور نیا یلااب رایسب یتابساحم ی یدورو زا یرایسب هک

یاه

لدم یارب مزلا دننام یزاس

هزادنا و تارذ لکش نآ ی

هب ؛تسا صخشمان اه

درکیور .تسین رودقم درکیور نیا لامعا ینونک شناد و تاناکما اب لیلد نیمه هلداعم یزرم طرش حلاصا ،تسا هدش هدافتسا نآ زا شهوژپ نیا رد هک مود ( عجرم رد .تسا هراوید یور رب )10 یم هک تسا هدش هداد ناشن[31]

ناوت

ار تارذ لاصتا لوا هبترم ییایمیش یحطس شنکاو کی زا هدافتسا اب

2

لدم .درک یزاس

( )13 𝑚̇𝑎= 𝑘𝑎𝑐𝑠

𝑚̇_𝑎 و حطس دحاو رد هدش لصتم تارذ مرج خرن 𝑘_𝑎

خرن

نینچمه .دراد مان لاصتا 𝑐𝑠

هب هک تسا حطس کیدزن رد تارذ تظلغ تروص

یم هبساحم ریز .دوش

( )14 𝑐𝑠= 𝜌𝑌(0)

رد ( هلداعم )14 .تسا هراوید یور رب نیتلافسآ تارذ یمرج رسک𝑌(0)

یم لقتنم هراوید کیدزن هب هک یتارذ خرن ،لداعت دوجو ضرف اب دنوش

( 𝑚̇_𝑡 یم لصتم حطس هب هک یتارذ خرن اب دیاب ) ( دنوش

𝑚̇_𝑎 نیا هک دشاب ربارب )

( نیتلافسآ تارذ بوسر خرن اب ربارب رادقم 𝑚̇𝑑

وت .تسا حطس یور رب ) تاحیض

1 Thermophoresis force

2 First order chemical reaction

( هلاعم رد یضایر تروص هب هدش هتفگ .تسا هدش هدروآ )15

( )15 𝑚̇𝑑= 𝑚̇𝑡= 𝑚̇𝑎

مرج لاقتنا دعاوق زا هدافتسا اب 𝑚̇𝑡

یم ار هب ناوت درک هبساحم ریز تروص

.[29]

( )16 𝑚̇𝑡= −𝜌𝐷𝜕𝑌

𝜕𝑦(0) = 𝑘𝑡(𝑐𝑏− 𝑐𝑠)

𝑐_𝑏 هدوت رد نیتلافسآ تارذ تظلغ و لایس ی

𝑘_𝑡 لاقتنا خرن

هب ای حطس کیدزن هب تارذ یلک تروص

.تسا مرج لاقتنا بیرض رت

( تلاداعم بیکرت اب ( ات )13

یم )16 رظن رد یارب بسانم یزرم طرش ناوت

ب ار تارذ لاصتا نتفرگ ه

.دروآ تسد

( )17

−𝐷𝜕𝑌

𝜕𝑦(0) = 𝑘𝑎𝑌(0)

( هلداعم رب تارذ لاصتا نتفرگ رظن رد یارب بسانم یزرم طرش )17 یور

یم نایب ار هراوید یم .دنک

( تارذ لاصتا خرن رگا داد ناشن ناوت 𝑘_𝑎

دایز رایسب )

( هلداعم ،دشاب هلداعم هب )17

اوه رد تارذ بوسر یارب یزرم طرش کیسلاک ی

یم لیدبت دوش .[10]

رادقم هک تسا رکذ هب مزلا 𝑘𝑎

لایس و حطس طیارش هب هتسباو رایسب

یم ناشن تاقیقحت .تسا نهد

هک د 𝑘𝑎

هطبار طسوت سوینرآ ی

حطس یامد هب3

( 𝑇_𝑠 شهاک ثعاب هراوید یور رب یشرب شنت شیازفا نینچمه .دراد یگتسباو )

یم تارذ لاصتا خرن هطبار .دوش

عجرم رد لاصتا تعرس یارب یداهنشیپ ی

هب[32]

.تسا هدش داهنشیپ ریز تروص ( )18 𝑘𝑎= 𝐴 (𝜇𝑠

𝜏_𝑤) exp (−𝐸 𝑅𝑇_𝑠)

لاعف یژرنا𝐸 هک دراد مان حطس هب تارذ لاصتا یارب یزاس

هب و تسا تفن عون هب هتسباو یم صخشم نآ رادقم یهاگشیامزآ تروص

و دوش

( نیب نآ رادقم kJ mol⁄

) ات20 تفن .تسا ریغتم100 یژرنا ًلاومعم کبس یاه

لاعف تروص رد دنراد حطس و تارذ نیب لاصتا یرارقرب یارب یرتمک یزاس ی

هک

تفن یارب رادقم نیا تسا رتشیب نیگنس یاه

نینچمه .[33]

یناهج تباث𝑅

،اهزاگ 𝜇𝑠

،حطس یامد رد لایس تجزل 𝜏𝑤

و هراوید یور رب یشرب شنت 𝐴

.دوش هبساحم یبرجت تروص هب دیاب هک تسا تباث کی ( هلداعم رد هک تسا شزرا اب هتکن نیا رکذ ( ترابع سنج ،)18

𝜇_𝑠⁄𝜏_𝑤 )

زا یم .تسا نامز سنج رادقم هک درک ریبعت تروص نیا هب ار عوضوم نیا ناوت

( 𝜇𝑠⁄𝜏𝑤

) رارق حطس یکیدزن رد هرذ هک تسا ینامز تدم طسوتم اب بسانتم حطس یکیدزن رد تارذ هک ینامز تدم طسوتم هچره هک تسا صخشم .دراد

نآ لاصتا لامتحا ،دشاب رتشیب دنتسه .تسا رتشیب زین حطس هب اه

ارب نشور ی بوسر رب مکاح کیزیف ندش رت یم یراذگ

بیکرت اب ناوت

( تلاداعم ،)13

( ( و )15 بوسر خرن )16 هلحرم ود هب هتسباو ار یراذگ

لاقتنا ی

( هلداعم رد هک لاصتا و .دروآ تسدب ،تسا هدش هدروآ )19

( )19 𝑚̇𝑑= 𝑐𝑏

1 𝑘_𝑡+¹

𝑘_𝑎

یم ترارح لاقتنا لوصا اب هباشم ( هلداعم زا ناوت

)19 هجیتن نینچ درک یریگ

هب تمواقم ود هک ربارب رد تمواقم ؛تسا تارذ بوسر هار رس رب یرس تروص

( حطس کیدزن هب لاقتنا 1 𝑘⁄ 𝑡

( حطس هب لاصتا ربارب رد تمواقم و ) 1 𝑘⁄ 𝑎

رد .)

یتروص هک 𝑘𝑎

گرزب رایسب زا رت

𝑘𝑡

هب تبسن لاصتا ربارب رد تمواقم ،دشاب

اق لاقتنا ربارب رد تمواقم فرص لب

( هلداعم و تسا ندرک رظن هلداعم هب )19

یم لیدبت اوه رد قلعم تارذ بوسر کیسلاک ( هلداعم رد هک دوش

هدروآ )20

تسا هدش .[28]

3 Arrhenius

(5)

( )20 𝑚̇_𝑑= 𝑘_𝑡𝑐_𝑏

( هلداعم بوسر خرن هک دراد دربراک ینامز طقف )20 تارذ لاقتنا ار یراذگ

بوسر دننام دراوم زا یرایسب رد و دنک لرتنک لاصتا هک نیتلافسآ تارذ

هدننک لرتنک تارذ بوسر خرن ی

لیلد نیمه هب و درادن دربراک ،تسا یراذگ

لدم یتسرد هب لاصتا دنیآرف تسا مزلا .دوش یزاس

-3 لح هوحن و یزرم طیارش ،هسدنه

هسدنه هلئسم ی شهوژپ اب قباطم یسررب دروم ی یماج

ناراکمه و یدمحلاا

اطم .تسا هدش باختنا[16]

" قب لکش "1 ،تعرس اب ماخ تفن شهوژپ نیا رد

هب نیتلافسآ تارذ صخشم تظلغ و امد رد و هدش هلول دراو تخاونکی روط

یم جراخ نآ زا رفسمتا راشف نامه هلول ییاهتنا و ییادتبا تمسق .دوش

هک روط

" رد لکش "1 هب ینایم تمسق رد و تسا قیاع تسا صخشم لوط

160

یلیم مرگ ،رتم هدننک ا یصخشم رادقم ات ار هلول یامد هک تسا هدش هیبعت ی

یم لااب یم ثعاب و درب .دننک بوسر حطس نیا یور رب نیتلافسآ تارذ دوش

هزادنا یگنوگچ و تایئزج دروم رد رتشیب تاحیضوت بوسر خرن یریگ

و یراذگ

یم ار نیتلافسآ تارذ تظلغ عجرم رد ناوت

.تفای[16]

هراوید درومرد یم مرگ هک یا

هلداعم یارب هدش هدافتسا یزرم طرش دوش

هنوگ یارب و تباث امد یزرم طرش ،یژرنا ب یزرم طرش ،نیتلافسآ ی

ه تسد

( هلداعم اب قباطم هدمآ هب نینچمه .تسا )17

هراوید ریاس ندوب قیاع لیلد اه

نآ یارب رد .تسا هدش هتفرگ رظنرد یمرج و ییامرگ قیاع یزرم طرش اه

لودج سا طباور زین1 هبساحم یارب هدش هدافت

بسحرب ماخ تفن صاوخ ی

هزادنا اب قباطم ،امد یریگ

یماج یاه .تسا هدش هدروآ یدمحلاا

هنوگ یاقب و یژرنا ،موتنموم ،یگتسویپ تلاداعم لدم هارمه هب اه

یگتفشآ k- ω SST تلاداعم شخب رد و دنتسه هلئسم رب مکاح تلاداعم هک

هدش یفرعم مکاح مرن طسوت ،دنا

رازفا تنئولف

116.0 هب لح یددع تروص

هدش شیپ تروص هب تلاداعم نیا هک تسا رکذ هب مزلا .دنا مرن رد ضرف

رازفا

( هلداعم رد هک لاصتا یزرم طرش اما دنراد دوجو هب ،تسا هدش یفرعم )17

شیپ تروص مرن رد ضرف

طسوت هدش فیرعت عباوت طسوت و درادن دوجو رازفا

ربراک مرن هب2

رازفا .تسا هدش هفاضا متیروگلا کمک هب راشف و تعرس لپوک

لپمیس هتسسگ و3

هباج شخب یزاس هب هنوگ و یژرنا ،موتنموم تلاداعم ییاج

کییوک تروص .تسا هدش ماجنا4

-4 هکبش زا لح للاقتسا

هکبش راهچ یارب لح هنومن تلاح کی یارب یسررب دروم هلئسم فلتخم ی

Fig. 1 Schematic of problem geometry

لكش یسررب دروم هسدنه کیتامش1

1 Fluent 16.0

2 User defined function (UDF)

3 Simple

4 QUICK (Quadratic Upstream Interpolation for Convective Kinematics)

لودج ماخ تفن صاوخ1 Table 1 Crude oil properties

صاوخ طباور

( یلاگچ kgm⁻³ ) 𝜌 = 1.230 × 10⁻¹𝑇 + 820.5

( تجزل )mPas 𝜇 = 4.5029 × 10⁻⁴𝑇²− 3.6407 × 10⁻¹𝑇

+ 74.38

هژیو ییامرگ تیفرظ ( Jkg⁻¹K⁻¹ 𝑐𝑝= 4.14𝑇 + 0.83 )

تیاده بیرض ( Wm⁻¹K⁻¹ 𝐾 = 1.244 × 10⁻⁴𝑇 + 0.16299 )

لودج رد هکبش ره تایئزج .تسا هدش لماش تایئزج نیا .تسا هدش هدروآ2

نینچمه و هکبش ره رد لولس دادعت 𝑦⁺

کیدزن .تسا هراوید هب لولس نیرت

نیرتشیب تسا صخشم هک روطنامه 𝑦⁺

اب ربارب لح یارب هک تسا 3.10

هیلاریز یم تیافک نایرج جزل ی هتکن اما دنک

رب هولاع هک تسا نیا مهم ی

هیلاریز هیلاریز هلئسم نیا رد ،جزل ی هک دنراد دوجو زین یمرج و ییامرگ یاه

هیلاریز نیا تسا مزلا هب زین اه

هبترم هک تسا رکذ هب مزلا .دنوش لح یتسرد -

ذ تیمشا و لتنارپ ددع یگرزب ی هب ماخ تفن رد نیتلافسآ تار

اب ربارب بیترت

و10 هیلاریز هک تسا نیا زا یکاح عوضوم نیا هک تسا1000 و ییامرگ یاه

کچوک ماخ تفن رد یمرج هیلاریز زا رت

هب .دنتسه جزل ی یارب لیلد نیمه

لدم هزادنا دیاب حیحص یزاس کیدزن ی

لح یارب هچنآ زا هراوید هب لولس نیرت

هیلاریز ی کچوک ،تسا مزلا ییاهنت هب نایرج جزل .دوش رت

" رد لکش یاه ،2 و3

"4 هب خرن و ییامرگ راش ،یشرب شنت رادومن بیترت

بوسر هراوید لوط بسحرب هراوید یور رب یراذگ .تسا هدش مسر ییامرگ ی

نامه یشرب شنت رادومن یارب رد هک روط

"

لکش

"2 یادتبا رد تسا صخشم

هراوید شنت ییامرگ ی سپس ،تسا هدرک ادیپ شیازفا یناهگان روطب یشرب

یم ادیپ شهاک میلام تروصب هراوید یاهتنا رد هرابود و دنک

هب ییامرگ ی

یم ادیپ شهاک تعرس تسا نیا یشرب شنت رادومن رد تارییغت نیا تلع .دنک

هراوید هب نایرج ندیسر اب هک کیدزن رد امد یناهگان شیازفا ،ییامرگ ی

ک ثعاب هراوید یم تعرس شیازفا و تجزل شها

هجیتن هک دوش شیازفا نآ ی

،ولج هب نایرج نتفر شیپ اب سپس .تسا هراوید یور رب یشرب شنت یناهگان هعسوت تمس هب نایرج یم کیدزن یگتفای

هتساک یشرب شنت رادقم زا و دوش

یم یاهتنا رد .دوش هراوید

رد امد یناهگان شهاک تلع هب ًاددجم زین ییامرگ ی

زن یم ادیپ شهاک لایس تعرس و شیازفا لایس تجزل ،هراوید کید هک دنک

هجیتن تسا هراوید یور رب یشرب شنت رد یناهگان شهاک نآ ی .

نامه هک روط

یم راظتنا ندرک رتزیر ،تفر

؛درادن یشرب شنت رادقم رد ینادنچ ریثات هکبش

ب ه یروط تشرد و نیرتزیر نیب تارییغت نیرتشیب هک مک هکبش نیرت

زا رت 1

تسا دصرد . نامه زین ییامرگ راش یارب رد هک روط

"

لکش

"3 رد تسا صخشم

هراوید یادتبا ولج هب اب اما ؛تسا دایز رایسب ییامرگ راش نازیم ،ییامرگ ی

هعسوت هب ندش کیدزن و نایرج نتفر شیپ هتساک نآ رادقم زا یگتفای

لودج هکبش تایصوصخ2 Table 2 Mesh information

هرامش هکبش

لولس دادعت

𝑦⁺

تشرد رایسب 1 72000

3.10

تشرد 2 100000

0.70

زیر 3 200000

0.11

زیر رایسب 4 720000

0.04

(6)

Fig. 2 Wall shear stress vs heated wall length for four different grid sizes

لكش راهچ یارب ییامرگ هراوید لوط بسحرب یشرب شنت رادومن2 هکبش هزادنا

فلتخم یم ،یشرب شنت دننام ،هکبش ندرک رتزیر هک تسا صخشم نینچمه .دوش ،ماخ تفن لتنارپ ددع هب هجوت اب اریز ؛درادن ییامرگ راش نازیم رب یدایز ریثات

هیلاریز کچوک یلیخ ییامرگ ی هیلا ریز زا رت

.تسین نایرج جزل ی

" رد لکش

"4 یم هظحلام شنت فلاخرب هک دوش

،ییامرگ راش و یشرب

کچوک دراد جیاتن یور رب یدایز رایسب ریثات هکبش ندرک رت

؛ تیمشا ددع اریز

هب و تسا گرزب رایسب ماخ تفن رد نیتلافسآ تارذ لح یارب لیلد نیمه

هیلاریز حیحص هزادنا تسا مزلا ،یمرج ی

زیر رایسب هکبش ی هظحلام .دوش رت

یم بوسر خرن ،ادتبا رد هک دوش اذگ

اب اما .دراد یتباث رادقم لوط بسحرب یر

هیلاریز ریخست و هکبش ندرک رتزیر بوسر خرن لیفورپ لکش یمرج ی

یراذگ

هب یم رییغت یلک هب ؛دنک

هنوگ هراوید یادتبا رد هک یا نیرتشیب ییامرگ ی

یم ادیپ شهاک نآ رادقم ،لوط شیازفا اب و دراد ار رادقم هدیدپ نیا تلع .دنک

هک تسا نیا هراوید یادتبا رد

نیرتشیب نیتلافسآ تارذ تظلغ ییامرگ ی

زا ،هراوید یور رب نیتلافسآ تارذ بوسر و لوط شیازفا اب .دراد ار رادقم هدوت رد نیتلافسآ تارذ تظلغ یم هتساک لایس ی

هب ؛دوش اب لیلد نیمه

( هلداعم هب هجوت خرن شهاک ثعاب نیتلافسآ تارذ تظلغ شهاک ،)19

بوسر یراذگ یم .دوش

Fig. 3 Surface heat flux vs heated wall length for four different grid sizes

لكش هکبش هزادنا راهچ یارب ییامرگ هراوید لوط بسحرب یترارح راش رادومن3

فلتخم Fig. 4 Ashpaltene deposition rate vs heated wall length for four

different grid sizes

لكش رادومن4 بوسر خرن یراذگ هکبش هزادنا راهچ یارب ییامرگ هراوید لوط بسحرب

فلتخم نامه رد هک روط

"

لکش

"4 هکبش جیاتن ،تسا صخشم هرامش ی

و3 رایسب4

رب یریثات رگید هکبش ندرک رتزیر تسا ینعم نیا هب هک تسا کیدزن مه هب بوسر خرن زا لقتسم لصاح جیاتن و درادن یراذگ هزادنا

اب .دنتسه هکبش ی

هکبش هدش هتفگ تاحیضوت هب هجوت هرامش ی

لولس دادعت اب3 200000

-هب

هکبش ناونع تسا هدش باختنا بسانم ی

رد هک

"

لکش

"5 .تسا هدش هدروآ

" رد لکش

"5 یم هظحلام هیلاریز ریخست یارب دوش

هزادنا ،یمرج ی لولس ی

-

زا رتزیر رایسب هراوید کیدزن رد هکبش یاه تشاد هجوت دیاب .تسا هلول زکرم

لکش ،هکبش ندش هداد ناشن رتهب و هکبش لولس یلااب دادعت لیلد هب هک نیا هب هجوت اب اما تسین هلول لوط مامت رد هداد ناشن لوط رد هکبش لکش هک

هباشم هکبش لکش ،هلول لوط مامت رد ؛درادن یرییغت

"

لکش

"5 .تسا

-5 لدم جیاتن یددع یزاس

-5 -1 تباث نییعت لدم اه

یزاس

نامه هب دش هتفگ رتشیپ هک روط هداد دوبن لیلد

،یبرجت بسانم یاه

لدم هب هک تسا تباث هس یاراد هدش هئارا یزاس هنوگ

یم نییعت یا ات دنوش

هداد اب ار قباطت نیرتهب زا دنترابع تباث هس نیا .دشاب هتشاد یبرجت یاه

Fig. 5 Generated grid for 2D axi-symmetric pipe

لكش یروحم نراقت یاراد یدعبود هلول یارب هدش دیلوت هکبش5

(7)

لاعف یژرنا ( یزاس و )E هبساحم یارب هکA نآ هب تارذ لاصتا خرن ی

زاین اه

عجرم تلاح کی رد نیتلافسآ تارذ یلوکلوم شخپ بیرض نینچمه و ؛تسا ( 𝐷0

هبساحم یارب هک ) ی

تلاح رگید رد یلوکلوم شخپ بیرض زاین نآ هب اه

یامد رد یلوکلوم شخپ بیرض ،هدش هتفرگ رظن رد عجرم تلاح .تسا 383.8

لودج رد .تساK دروم تباث هس ،3

هب رظن هدش هتفرگ رظن رد رادقم هارمه

نآ یارب .تسا هدش هدروآ اه تباث یارب هدش هتفرگ رظن رد ریداقم لدم اه

ب قباطم یزاس هزاب ا

ییاه

هدش شرازگ رادقم لاثم یارب .تسا هدش شرازگ ریداقم نیا یارب هک تسا ( نیب عیام طیحم رد دماج تارذ شخپ بیرض یارب m²s

) 10⁻¹² ات 10⁻¹⁰ رد

تسا ریغتم طیحم یامد ( رادقم هجیتن رد .[29]

m²s ) 2.6 × 10⁻¹⁰ یارب

𝐷0

یقطنم یرادقم ،تسا طیحم یامد زا رتشیب نآ یامد هک رد نینچمه .تسا

لاعف یژرنا دروم ( نیب نآ رادقم هک دش هداد حیضوت رتشیپ یزاس

kJ mol⁄ )

ات20 تفن یارب100 ( رادقم و تسا هدش شرازگ فلتخم یاه kJ mol⁄

) اب85

نیا هب هجوت .تسا یلوبق لباق رادقم تسا نیگنس عون زا هدافتسا دروم تفن هک

-5 -2 بوسر نازیم رد تعرس ریثات یراذگ

" رد لکش "6 لدم زا لصاح جیاتن رادومن بوسر خرن یزاس

نیتلافسآ یراذگ

هدش هدروآ ،دنتسه تباث اهریغتم رگید هک یطیارش رد تفن تعرس بسحرب هداد اب و تسا هب هجوت اب .تسا هدش هسیاقم یهاگشیامزآ یاه

نیا رادقم هک

خرن بوسر ناشن جیاتن رد هک یرادقم ؛تسا ریغتم هلول لوط رد یراذگ هداد

بوسر خرن طسوتم ،تسا هدش هراوید لوط رد یراذگ

.تسا هلول ییامرگ ی

نامه رد هک روط

"

لکش

"6 ثعاب تدشب تعرس شیازفا تسا صخشم

بوسر خرن شهاک یم یراذگ

لدم جیاتن دنور و دوش ار عوضوم نیا زین یزاس

یم قیدصت هداد نیب اطخ نیرتشیب .دنک

لدم جیاتن و یهاگشیامزآ یاه یزاس

( تعرس رد m s⁄

) یم خر1.25 ربارب نآ رادقم و دهد هتکن .تسا دصرد20

ی

لودج تباث3

هدش هئارا لدم اه

Table 3 Constants of developed model

لاعف یژرنا یزاس ( )E 85 (kJmol⁻¹)

تباث ( )A 5.13 × 10⁸ (ms⁻²)

( تباث 𝐷0

) 2.6 × 10⁻¹⁰ (m²s)

Fig. 6 Rate of asphaltene deposition vs velocity )^𝑇𝑏= 358 K, 𝑇_𝑠= 393 K, 𝑐_𝑏= 3.5 kgm⁻³(

لكش بوسر خرن رادومن6 تعرس بسحرب نیتلافسآ یراذگ

( 𝑇𝑏= 358 K, 𝑇𝑠= 393 K, 𝑐𝑏= 3.5 kgm⁻³ )

مهم رد هدش هداد ناشن جیاتن دروم رد

"

لکش

"6 اب جیاتن نیا هک تسا نیا

شهوژپ جیاتن هب اوه رد تارذ بوسر دننام یلبق یاه

؛تسا ضقانت رد رهاظ

شهوژپ نیا رد اریز ثعاب تعرس شیازفا هک تسا نیا زا یکاح جیاتن اه

بوسر خرن شیازفا یم یراذگ

دوش .[34]

یراذگرثا نازیم رد هدیدپ نیا تلع

بوسر رد تارذ لاصتا و لاقتنا یاهدنیآرف زا کی ره یارب .تسا هتفهن یراذگ

رد عوضوم نیا هیجوت

"

لکش

"7 لدم زا هدمآ تسدب لاقتنا و لاصتا خرن یزاس

هب تارذ لاصتا و لاقتنا خرن .تسا هدش هدروآ ماخ تفن تعرس بسحرب یددع ( تلاداعم زا هدافتسا اب بیترت ( و )16

هدمآ تسدب )18 تهج نینچمه .دنا

لدم جیاتن یجنسرابتعا هطبار ،یزاس

یاتشپا طسوت هدش هئارا ی ن

یارب[7]

ب ه هتفای هعسوت نایرج رد ینوارب تارذ مرج لاقتنا بیرض ندروآ تسد ًلاماک ی

( هلداعم رد هطبار نیا .تسا هدش مسر ،هتفشآ .تسا هدش هدروآ )21

( )21 𝑘𝑡=

0.0847√^𝑓

8∙ 𝑉 Sc²³

( هلداعم رد ،)21

،لایس تعرس𝑉 و کاکطصا بیرض𝑓

تارذ تیمشا ددعSc

هب هک تسا ریز تروص

یم هبساحم .دوش

( )22 Sc =𝜇𝑠

𝜌𝐷

𝜇𝑠

،حطس کیدزن رد لایس یلوکلوم تجزل و لایس یلاگچ𝜌

( هلداعم زا هدافتسا اب هک تسا تارذ یلوکلوم شخپ بیرض𝐷 هبساحم )12

یم .دوش نامه رد هک روط

"

لکش

"7 لدم زا لصاح جیاتن تسا صخشم یزاس

شیپ رادقم زا رتشیب یکدنا تارذ لاقتنا خرن یارب هطبار طسوت هدش ینیب

ی

هعسوت ًلاماک نایرج یسررب دروم لوط رد هک تسا نیا تلع .تسا نیاتشپا ینامز هک تسا نآ زا یکاح یهاگشیامزآ جیاتن .تسین هتفای نایرج زونه هک

هعسوت ًلاماک سین هتفای

تلاح زا رتشیب ترارح و مرج لاقتنا بیرض ریداقم ،ت

تسا هتفای هعسوت .[35]

یم هک یتاکن رگید زا زا ناوت

"

لکش

"7 نیا درک طابنتسا شیازفا هک

یم لاقتنا خرن شیازفا ثعاب تعرس سوکعم رثا لاصتا خرن یور رب اما دوش

هراوید یور رب یشرب شنت شیازفا ثعاب تعرس شیازفا اریز .دراد یم

و دوش

( هلداعم قبط یم لاصتا خرن شهاک ثعاب یشرب شنت شیازفا ،)18

اما .دوش

هتکن مهم ی رد رت

"

لکش

"7 گرزب لاقتنا خرن هک تسا نیا لاصتا خرن زا رت

هب هک تسا بوسر خرن هک تسا ینعم نیا

نیتلافسآ تارذ لاصتا ار یراذگ

یم لرتنک نیا دوجو اب لیلد نیمه هب .دنک شیازفا هک

شیازفا ثعاب تعرس

یم حطس کیدزن هب تارذ لاقتنا رد یمک تیمها زا تارذ لاقتنا نوچ اما ؛دوش

رب ینادنچ ریثات لاقتنا خرن شیازفا ،تسا رادروخرب نیتلافسآ تارذ بوسر بوسر هدننک لرتنک لاقتنا دنیآرف ،اوه رد تارذ بوسر رد اما .درادن یراذگ ی

بوسر خرن یب تیمها زا و تسا یراذگ لیلد نیمه هب .تسا رادروخرب یرتش

بوسر خرن شیازفا ثعاب تعرس شیازفا ،نیتلافسآ بوسر فلاخرب یراذگ

یم اوه رد تارذ .دوش

-5 -3 بوسر نازیم رد هراوید یامد ریثات یراذگ

" رد لکش

"8 بوسر خرن رب حطس یامد ریثات جیاتن زا هدافتسا اب یراذگ

ب ه لدم زا هدمآ تسد هداد ناشن یزاس

هداد اب و هدش هسیاقم یهاگشیامزآ یاه

نامه .تسا هدش یم هدهاشم هک روط

ثعاب ییامن تروص هب امد شیازفا دوش

بوسر خرن شیازفا یم یراذگ

لدم جیاتن و دوش ًلاماک عوضوم نیا اب زین یزاس

بوسر ییامن دشر تلع دروم رد .دنراد قباطت همادا رد امد بسحرب یراذگ

یم ثحب یکی اما .دوش یم هک یرگید مهم جیاتن زا

زا ناوت

"

لکش

"8 طابنتسا