Law of development turbulent non-isothermal jet flow in pit oil

Abstract

This paper reviews development of turbulent non-isothermal round jet flow in pit oil. Increasing requirements for environmental protection challenge the oil industry to minimize the oil spill accidents throughout the production and transportation processes. Hydrodynamic interaction of pit oil with flow is in reasonable agreement with data of industrial tests. The authors prove law of development turbulent non-isothermal jet flow in pit oil. In this paper a mathematical model was designed and numerical simulation of turbulent non-isothermal flow in pit oil was performed. The mathematical method is based on the non-isothermal fluid flow in pit oil using solution of Reynolds-averaged Navier-Stokes equations and equations of the k-symbol model of turbulence. The developed model has been validated with experimental data. Numerical simulation calculation results were found to be in reasonable agreement with data obtained from the experiments. Turbulent (molar) transfer is important in flow part and vortex zone of reverse flow. In the other part convection and molecular mechanism of momentum and heat transfer dominated. The developed mathematical model and numerical simulation methods are used to study the process of heating pit oil by hot fluid flow. In technical aspect it allows to determine the mass of heated pit oil which is used in thermo-mechanical technology of gathering spilled oil.

W artykule omówiono rozwój turbulentnego przepływu nieizotermicznego strumienia w zbiorniku z ropą. Rosnące wymogi związane z ochroną środowiska stawiają wyzwania przed przemysłem naftowym, by zmniejszyć przypadki zanieczyszczeń ropą naftową w trakcie produkcji i transportu. Związek hydrodynamiczny odpadów ropnych z przepływem potwierdzają testy przemysłowe. Autorzy dowodzą tezy o rozwijającym się turbulentnym nieizotermicznym przepływie w zbiorniku z ropą. W artykule przedstawiono matematyczny model, który opracowano i poddano symulacjom numerycznym pod kątem przepływu turbulentnego nieizotermicznego strumienia zbiorniku z ropą. Matematyczna metoda została oparta na przepływie nieizotermicznego płynu w zbiorniku z ropą z zastosowaniem rozwiązań równań Naviera-Stokesa uśrednionych przez Reynoldsa oraz równań k-symbol modelu turbulencji. Opracowany model zweryfikowano danymi eksperymentalnymi. Wyniki numerycznych symulacji okazały się być w dobrej zgodności z danymi doświadczalnymi. Turbulentny (molowy) przesył jest istotny w analizie parametrów przepływu. W tej drugiej części dominowały konwekcja i mechanizmy związane z przekazywaniem ciepła. Opracowany matematyczny model i metody symulacji numerycznej wykorzystano do badania procesu ogrzewania ropy przez gorący strumień. Umożliwia to określenia masy ogrzanej ropy użytej w termomechanicznej technologii zbierania rozlanej ropy.