مدل‌سازی فرایند پر شدن و تخلیه مخزن ذخیره‌سازی گاز طبیعی جذب‌شده

Abstract

در سال‌های اخیر سیستم گاز طبیعی جذب شده به عنوان یک روش فشار پایین و ایمن برای ذخیره سازی گاز طبیعی به ویژه در وسایل نقلیه مورد توجه قرار گرفته است. مشکلاتی بر سر راه عملی شدن این تکنولوژی وجود دارد که از جمله آن‌ها تأثیر گرمای جذب بر روی ظرفیت ذخیره‌سازی و تخلیه مخزن و کاهش آن است. هدف از این مطالعه به دست آوردن توزیع دمای یک مخزن استوانه‌ای در طول فرایندهای پرسازی و تخلیه آن به وسیله گاز طبیعی می‌باشد. این مخزن شامل یک پخش کننده گازی در مرکز به منظور بهبود نوسانات دمایی می‌باشد. در این مطالعه ابتدا معادلات انتقال جرم و انرژی حاکم بر بستر جاذب موجود در مخزن استخراج شده و پس از بی‌بعدسازی با استفاده از روش تفاضل محدود ضمنی حل شده است. با حل معادلات حاکم، تغییرات شعاعی دما و فشار بستر در طول زمان محاسبه شده و عوامل موثر بر این نوسانات دمایی و بازده مخزن بررسی شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، پخش کننده گاز در طول فرایند پرسازی و تخلیه بازده را نزدیک به 5 درصدافزایش می‌دهد. همچنین نتایج نشان داد که مدت زمان فرایند، رسانایی گرمایی بستر جاذب، ضریب جابجایی گرمایی طبیعی، هندسه مخزن و اعداد بدون بعد بایوت و فوریه عوامل موثر بر کاهش و افزایش بازده می‌باشند. همچنین مقاومت نفوذی بالای بستر جاذب در طول فرایند جذب می‌تواند تأثیر زیادی بر کاهش ظرفیت ذخیره‌سازی مخزن و افزایش زمان فرایند داشته باشد.