Computer-based method of design and modeling of transient flow in crude oil pipeline system

Other Title(s)

الطريقة الحاسوبية لتصميم و نمذجة أنظمة محاكاة الجريان المتغير في أنابيب النفط الخام

Joint Authors

Boye, ThankGod Enatimi
Samuel, Olusegun David

Source

Journal of Engineering Research

Issue

Vol. 8, Issue 3 (30 Sep. 2020), pp.219-239, 21 p.

Publisher

Kuwait University Academic Publication Council

Publication Date

2020-09-30

Country of Publication

Kuwait

No. of Pages

21

Main Subjects

Mechanical Engineering

Abstract AR

يهتم مصممي خطوط الأنابيب وأنظمة محاكاة الجريان المتغير بشكل كبير باستخدام أدوات ديناميكا الموائع الحسابية، حيث أنهم يفضلون استخدام برنامج الجريان المتغير مع ميزات واجهة المستخدم الرسومية القوية (GUI) ؛ بسبب تكلفتة المعقولة وامكانية الاستخدام المباشر.

في هذه الدراسة، تم تطبيق آلة لحل الظواهر المتغيرة مع واجهة مستخدم رسومية موثوقة لتصميم نموذج حاسوبي لنظام أنابيب نقل النفط الخام بطول 52 كم ويستخدم لاستكشاف أحداث الجريان المتغيرة الشائعة و المختلفة مثل إغلاق الصمام المفاجئ و المضخات التي تعثرت على الفور.

تشير نتائج المحاكاة إلى أن 15 ثانية من وقت إغلاق صمام التفريغ أثناء عملية تحميل النفط الخام وتفريغه كانت معقولة لنظام خطوط الأنابيب مع نظام تخفيف الضغط القابل للتشغيل، و تم تخفیف ما يقرب من 80% من الضغط الهيدروليكي في نظام خطوط الأنابيب باستخدام صمامات تخفيف الضغط.

كان تأثير نظام الجريان المتغير أثناء تعثر المضخات في غضون 5 ثوان كبيرا على نظام خط الأنابيب مما أدى إلى انتشار موجة الضغط و حالات تجويف المضخة.

لذلك، تم اقتراح قواعد تصميم معدلة للنمذجة الحاسوبية للجريان المتغير والتي يمكن أن تدعم برنامج تدريب للمهندسين المسئولين عن الجريان للتنبؤ بالمخاطر و العمل على تخفيفها و تقييم تأثير أنظمة خطوط الأنابيب المماثلة في مرحلة التصميم الأمثل.

Abstract EN

The utilization of computational fluid dynamics tools continues to gain growing interest from pipeline designers and transient flows simulators.

Transient flow software with robust graphical user interface (GUI) features is arguably preferred because of cost effectiveness and being straightforward in use.

In this study, a transient solver with credible GUI is applied to design a computer-based model of a 52 km crude oil transportation pipeline system and used to explore different common transient flow events such as sudden valve closure and pumps tripped instantaneously.

The simulation results suggest that 15 seconds of discharge valve closure time during crude oil loading and off-loading operation was reasonable for a pipeline system with functionable pressure relief system, and approximately 80% of hydraulic pressure in the pipeline system was mitigated aided with the use of pressure relief valves.

The effect of transient flow regime during pumps tripped within 5 seconds was significant on the pipeline system, which resulted in pressure wave propagation and pump cavitation occurrences.

Therefore, a modified design rule was proposed for computer-based modeling of transient flow, which could support the training program of flow engineers for predicting, risk mitigation, and impact assessment of similar pipeline systems at the optimization design stage.

American Psychological Association (APA)

Boye, ThankGod Enatimi& Samuel, Olusegun David. 2020. Computer-based method of design and modeling of transient flow in crude oil pipeline system. Journal of Engineering Research،Vol. 8, no. 3, pp.219-239.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1495277

Modern Language Association (MLA)

Boye, ThankGod Enatimi& Samuel, Olusegun David. Computer-based method of design and modeling of transient flow in crude oil pipeline system. Journal of Engineering Research Vol. 8, no. 3 (Sep. 2020), pp.219-239.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1495277

American Medical Association (AMA)

Boye, ThankGod Enatimi& Samuel, Olusegun David. Computer-based method of design and modeling of transient flow in crude oil pipeline system. Journal of Engineering Research. 2020. Vol. 8, no. 3, pp.219-239.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1495277

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 238-239

Record ID

BIM-1495277