أساسيات حساب الفواصل

أساسيات حساب الفواصل

سعة معالجة السوائل وزمن مكوث السائل :

 للتأكد من وصول السائل والغاز إلى التوازن عند ضغط الفاصل يلزم وجود سعة بالفاصل لتخزين السائل لوقت محدد يتم تعريف هذا الوقت على أنه "زمن المكوث" أو "وقت الإقامة" أو متوسط الوقت الذي يتم فيه الاحتفاظ بجزيء من السائل في الوعاء بافتراض ثبات معدل التدفق  وبالتالي فإن زمن المكوث هو الحجم المخصص لتخزين السائل في الوعاء مقسوماً على معدل تدفق السائل.

 يعتمد معيار التصميم الخاص بسعة الفاصل اللازمة لمعالجة السائل في الفصل ثنائي الطور عادة على:

1-متطلبات إزالة الغازات من السائل.

2-متطلبات التحكم في وحدات المعالجة / استقرار معدات المعالجة.

 بشكل عام سوف تملي واحدة أو أخرى من هذه العوامل، عادة ما يتم تحديد سعة السائل المطلوبة في الوعاء عن طريق حساب زمن المكوث اللازم للمعالجة والتي يجب أن تترجم إلى متطلبات تصميم الوعاء من حيث القطر والطول أو الارتفاع.

 يحدد زمن المكوث حجم الفاصل المطلوب للسائل كما هو موضح في المعادلة :

V = W.  t  / 1400

حيث أن :

W : سعة معالجة السوائل bbl/day

V: الحجم المتاح لاستقرار السائل bbl

t : زمن مكوث السائل minute  .

بالنسبة لمعظم التطبيقات وجد أن فترات الاحتفاظ بین 30 ثانية وثلاث دقائق كافية ولكن في حالة الخام الرغوي قد تكون هناك حاجة إلى فترات احتفاظ " زمن مكوث" تصل إلى أربعة أضعاف هذا الوقت  في غياب البيانات المخبرية يمكن استخدام المبادئ الإرشادية الواردة في الجدول  التالي :

تستند القيم الواردة في الجدول إلى متطلبات خروج الغازات من السائل، من الناحية العملية ربما تكون متطلبات ثبات وتحكم عملية المعالجة ومتطلبات التفريغ أكبر من متطلبات زمن المكوث الواردة في الجدول ، زمن مكوث السائل ينطوي على حسابات الزمن اللازم لفصل فقاعات الغاز من الطور السائل والتي يمكن وصفها بواسطة معادلة الترسيب بالجاذبية.

 وقد تم اقتراح حجم فقاعة غاز يتراوح بين 150 و 200 میکرون بواسطة عدة مصادر من اجل حساب زمن المكوث المطلوب للسائل وفقا لنظرية الترسيب بالجاذبية.

زمن المكوث للغاز:

 يجب أن يحتوي الفاصل على مساحة مناسبة لتدفق "انتقال" الغاز كي ينتقل من بداية الفاصل إلى نهايته في زمن أكبر من الزمن اللازم لسقوط رذاذ السائل المعلق به إلى منطقة تجميع السائل في أرضية الفاصل.

 زمن المكوث للغاز ممكن حسابه من المعادلة التالية  (زمن المكوث للغاز) بالثانية :

t = V / Q                                                                               

V : حجم الجزء المخصص للغاز من الوعاء أو الفاصل قدم مكعب ft³ .

Q : معدل تدفق الغاز في ظروف التشغيل  قدم مكعب / ثانية

سرعة الغاز "Vg"  :

تحسب بقسمة معدل تدفق الغاز قدم مكعب /ثانية  عند ظروف التشغيل على المساحة المتاحة الانتقال الغاز قدم مربع كما يلي :

Vg = Q / A

إعادة تعلق السائل بالغاز (Liquid Re- entrainment ) :

 إعادة تعلق السائل بالغاز هي ظاهرة ناجمة عن سرعة الغاز العالية بالقرب من السطح الفاصل " البيني" بين الغاز والسائل وبتسبب انتقال القوة الدافعة" (Momentum) من الغاز إلى السائل في حدوث موجات في السائل ثم تنفصل بعض القطرات من المرحلة السائلة وتسقط في تيار الغاز المتدفق.

 القاعدة الرئيسية للحد من الظاهرة هي جعل نسبة الطول إلى القطر (slenderness ratio بحد أقصى 4 أو 5 في الفواصل الأفقية نصف الممتلئة بالسائل "الفواصل الرأسية فتحة دخول الغاز تكون أعلى من سطح السائل ولا يوجد مسار للغاز فوق سطح السائل