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Etude des écoulements des fluides visqueux chargés de Paraffine
(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Sciences, 2024) Benhacene, Oussama; Boucetta, Rachid(Directeue de thèse)
Les écoulements de fluides visqueux charges de paraffine, concernent plusieurs secteurs d'activité tels que l'industrie des hydrocarbures : la production et distribution de produits pétroliers, le transport des huiles par canalisation…etc. Le problème d'apparition de dépôts de paraffine lors de l'écoulement lorsque la température de l'environnement extérieur (où le brut est transporté) est inférieure à la température de cristallisation de paraffine. Ces dépôts engendrent l'obstruction partielle ou totale des pipelines, induisant ainsi un ralentissement ou un arrêt de la production. La nécessité de modéliser et d'optimiser le fonctionnement de ce moyen de transport constitue avant tout un impératif. Pour cela, nous avons modélisé l'écoulement ascendant des fluides visqueux chauds chargés de paraffine, dans un pipeline de section circulaire, en régime turbulent situé dans la zone de Blasius. En reprenant les équations fondamentales de la mécanique des fluides, transfert de chaleur et du transfert de masse. L'aspect hydrodynamique a constitué l'axe principal de la modélisation théorique du problème. Une forme adimensionnelle complète des principaux paramètres de l'écoulement est mise au point afin de montrer l'influence des principaux paramètres physiques en présence. Les relations constitutives sont données en fonction des différents paramètres de similitude adaptés à ce type d'écoulement, dont les principaux sont : nombre de Peclet, nombre de Nusselt et nombre de Reynolds. Le calcul numérique mené avec un algorithme, basé sur la méthode de Runge-Kutta d'ordre quatre. Les effets de la diffusion moléculaire, du cisaillement, de la porosité et la solubilité de paraffine ont été quantifiés et commentés. Il s'en est suivi une comparaison des résultats obtenus avec le modèle établi
Impact of upward turbulent flow on wax deposition in heavy viscous oil pipelines: A numerical simulation
(International Information and Engineering Technology Association, 2023) Benhacene, Oussama; Boucetta, Rachid
Wax deposition in crude oil pipelines is a significant challenge that escalates under turbulent flow conditions. This phenomenon is initiated by the cooling of crude oil during its conveyance, causing wax constituents to solidify and adhere to the pipeline walls via molecular diffusion. This study embarks on an investigation of the impact of fluid flow velocity on wax accumulation in pipelines transporting heavy, viscous, and wax-laden fluids, such as crude oil. A rigorous exploration of this behavior was conducted, intertwining fundamental principles from fluid dynamics, heat transfer, and mass transport. The resultant complex governing equations were tackled utilizing numerical approaches. Our findings reveal a notable trend: an acceleration in fluid flow speed prompts an increase in pipeline wax deposition. The outcomes of this study bear substantial implications for pipeline management and construction, underlining the necessity to account for flow velocity to optimize operations, minimize maintenance, and promote cost-effective transportation of heavy, viscous fluids. This research initiates a critical conversation on the role of flow velocity in wax deposition, opening avenues for future investigations and potential mitigation strategies.