Імітаційне моделювання кожухотрубного теплообмінника у нафтогазовій промисловості

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКубах, С. О.
dc.contributor.authorЦапар, В. С.
dc.date.accessioned2023-12-04T11:01:59Z
dc.date.available2023-12-04T11:01:59Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractЗ погляду літературного аналізу, найбільш оптимальним методом впровадження теплообмінників у виробничі процеси є використання обчислювальної гідродинаміки для моделювання. В контексті промисловості, досягнення енергоефективності, безпеки та забезпечення стабільної функціональності установок є критично важливими завданнями. Використання комп'ютерного моделювання розширює можливості дослідження процесів теплообміну, зокрема в теплових установках, таких як кожухотрубні теплообмінники. Імітаційне моделювання дозволяє передбачати процеси, створювати точні моделі об'єктів, аналізувати їх та досліджувати параметри системи. Воно покращує процеси прийняття рішень, зменшує ризики і сприяє розвитку всієї нафтогазової промисловості. Комп'ютерні моделі легше і зручніше вивчати, вони дозволяють проводити обчислювальні експерименти, реальна реалізація яких є складною або може призвести до непередбачуваних результатів. Усі ці аспекти спрямовані на більш глибоке і детальне розуміння процесів теплообміну, що відкриває можливості для їх подальшого вдосконалення у майбутньому. Попередні дослідження вказують на відсутність рекомендацій щодо оптимізації теплобмінних систем та недостатню деталізацію важливих параметрів під час моделювання, а саме розміри моделі, властивості матеріалів. У цьому контексті дана робота акцентує увагу на налаштуванні моделі реального масштабу з основним акцентом на аспектах теплообміну та впливі турбулентності на зміну температури нафти та пари. Окрім того, отримано загальний коефіцієнт теплопердачі та визначено, як його зміна корелює з швидкістю потоку. Ця робота підкреслює важливість моделювання в хімічних процесах як важливого інструменту для підвищення ефективності, забезпечення безпеки та надійності операцій. Отримані результати аналізу і налаштування надають інформацію про процес конфігурації моделі та її оптимальний режим роботи. На сьогоднішній день, перспективи досліджень представляють великий потенціал для вдосконалення процесу підігріву нафти. Оптимізація конструкції теплообмінника, програмне забезпечення та автоматизований контроль неперервно зазнають покращень.uk
dc.description.abstractotherFrom the analysis of available literary sources, it follows that the most effective way of introducing heat exchangers into production processes is by using computational fluid dynamics (CFD) modeling. This method also involves finetuning the components from which the model is formed. Energy efficiency, safety, and stable functionality of units are key aspects of production activities. CFD modeling provides ample opportunities for studying heat exchange processes in thermal installations, such as tubular heat exchangers. Optimizing the operation of such systems implies careful adjustments, including creating a three-dimensiona l model taking into account real dimensions, and flexible adjustment of various flow regimes and thermal conditions. Process flow heating and cooling processes are standard practice in various industries. These operations are often performed in heat exchangers where the fluid flows through tubes in laminar conditions. Heat transfer mechanisms in such conditions are complex and not yet fully explored, as they include both forced and natural convection. This creates difficulties in accurately predicting the design of the heat exchanger. The use of simplified geometric models and limited information about oil refining processes in computer simulations significantly affects the analysis and optimization possibilities. This approach can significantly accelerate the development of new types of heat exchangers. Current research emphasizes design changes to improve heat transfer and other performance. Previous studies note a lack of specific recommendations for design improvement, incomplete investigation of the causes of inaccurate results, and insufficient detail of important parameters. This study presents the model setup steps with emphasis on the important details of the heat exchanger. The grid adjustment process and the properties of the incoming oil are described. The impact of turbulence on crude oil and steam temperature changes is considered. The influence of speed on the heat exchange coefficient was also analyzed in detail, and prospects for further optimization were determined. The application of computer modeling in the oil and gas industry is important. It is a key tool for improving the efficiency, security, and sustainability of operations in the industry. Computer modeling allows you to predict and optimize processes, create accurate virtual models of objects, analyze their security, and research new technologies. It also facilitates economic analysis, staff training, and innovation. As a result, computer simulation improves decisions, reduces risks, and promotes the development of the entire oil and gas industry. It is one of the effective methods of studying physical systems. Often, computer models are easier and more convenient to study, they allow conducting computational experiments, the real setting of which is difficult or can give an unpredictable result. All these aspects together are aimed at a deeper and more detailed understanding of heat exchange processes, which reveals the potential for improving this process in the future. The main focus in this context is on the fundamental aspects of developing simulation models when using specialized software. The obtained results of the analysis and adjustment allow a deeper understanding of the model configuration process and the prospects for its further optimization. Increasing the flow rate promotes more efficient heat exchange due to the higher velocity of the medium. A linear dependence of the heat distribution along the length of the pipe and the heat transfer coefficient is obtained in the process of modeling.uk
dc.format.pagerangePp. 9-22uk
dc.identifier.citationКубах, С. О. Імітаційне моделювання кожухотрубного теплообмінника у нафтогазовій промисловості / Кубах С. О., Цапар В. С. // Вісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». – 2023. – № 3 (22). – С. 9-22. – Бібліогр.: 27 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2617-9741.3.2023.288245
dc.identifier.issn2617-9741 (Print)
dc.identifier.issn2664-1763 (Online)
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/62693
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofВісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження»: збірник наукових праць, № 3 (22)uk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectобчислювальна гідродинамікаuk
dc.subjectкожухотрубний теплообмінникuk
dc.subjectенергоефективністьuk
dc.subjectкомп'ютерне моделюванняuk
dc.subjectоптимізація теплообмінних системuk
dc.subjectімітаційна модельuk
dc.subjectнафтогазова промисловістьuk
dc.subjectкоефіцієнт теплопередачіuk
dc.subjectcomputational fluid dynamicsuk
dc.subjectshell-and-tube heat exchangeruk
dc.subjectenergy efficiencyuk
dc.subjectcomputer modelinguk
dc.subjectoptimizing heat exchange systemsuk
dc.subjectimitative modelinguk
dc.subjectoil and gas industryuk
dc.subjectheat transfer coefficientuk
dc.subject.udc004.94:66.045.122uk
dc.titleІмітаційне моделювання кожухотрубного теплообмінника у нафтогазовій промисловостіuk
dc.title.alternativeSimulation of a shell-tube heat exchanger in the oil and gas industryuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
288245-665289-1-10-20230930.pdf
Розмір:
1.19 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження»: збірник наукових праць, № 3 (22)