Ihr professioneller Dienstleister für Strömungssimulationen
Shell ist mit 92.000 Mitarbeiter in mehr als 70 Ländern eines der führenden Energie-
unternehmen der Welt. Mit viel Know-how bei der Exploration und Förderung von Gas
und Öl, der Raffinierung und dem Verkauf von Mineralölprodukten und Petro-
chemikalien sowie Forschung und Entwicklung ist Shell auf allen Stufen der Wert-
schöpfungskette tätig.
Öl- und Gasförderung ist gerade zu ein klassisches
Anwendungsfeld der Wärme- und Strömungs-
technik, da in den unendlichen Rohrleitungssys-
temen komplexeste Strömungsphänomene stattfinden. Ein bekanntes Phänomen ist
das starke Abkühlen von stark komprimierten Gasen bei der Durchströmung von
Hindernissen in den Pipelines wie zum Beispiel abrupte Änderung des Rohrdurch-
messers, Krümmer, Ventile und Schieber und vieles mehr. Hierbei können extreme
zeitliche und räumliche Temperaturgradienten in den Leitungskomponenten erzeugt
werden, welche zu einem Versagen des umgebenden Materials und somit zu
Katastrophen führen können.
Auf Grund dieser sicherheitstechnischen Relevanz verfügt Shell über jahrelange Er´-
fahrung und entsprechenden Standard Berechnungsmethoden, um diese Abkühlung
für die verschiedenen Zuständen bereits in der Planungsphase zu bestimmen. Um
diese Planungssicherheit noch weiter auszubauen, wurde FlowMotion beauftragt, um
Referenzberechnungen mit der kommerzielle CFD (Computational Fluid Dynamics)
Software FLUENT durchzuführen. Bei diesem Projekt war vor allem die wissen-
schaftliche Vorgehensweise der Validierung wichtig. Das heißt es wurde der Einfluss
aller numerischen Parameter, wie räumliche und zeitliche Diskretizierung, Turbulenz
Modeliierung, Gasgesetzte, etc. genauestens untersucht und dann die Resultate der
Simulationen in stets komplexer werdenden Geometrien mit den anderen
Berechnungsmethoden verglichen.
Beim Vergleich der Resultate der Standard Berechnungsmethoden mit den Ergeb-
nissen der CFD Berechnungen, zeigt sich der Nachteil des eindimensionalen Ansatz
der meisten Berechnungsmethoden, bei der alle
Strömungsgrößen über den Querschnitt gemittelt
werden. CFD kann diese gemittelten Werte ebenfalls berechnen, bieten darüber
hinaus aber auch Informationen im gesamten Berechnungsgebiet über die lokalen
Geschwindigkeiten, Drücke und Temperaturen, welche die Grenzwerte für die
beteiligten Materialien überschreiten können.
Somit stellen CFD Berechnungen einen wichtigen Baustein für mehr Sicherheit dar.
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Beratendes
Ingenieurbüro für
Wärme- und Strömungstechnik
Eiskalte Rohrströmung
Validierung von Rohrströmungs-Berechnung
Royal Dutch Shell
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Temperatur
Mach-Zahl
statischer Druck