Czasopismo | GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA | Rocznik 2023 - zeszyt 9

Symulacja śledzenia składu gazu w gazociągu przesyłowym

Simulation of gas composition tracking in a gas transmission pipeline

10.15199/17.2023.9.1

nr katalogowy: 145152
10.15199/17.2023.9.1

Streszczenie

W pracy przeanalizowano śledzenie udziału molowego wodoru w dwuskładnikowej mieszaninie z metanem poprzez rozwiązywanie równania adwekcyjnego transportu masy. Równanie zostało rozwiązanie metodą objętości skończonych za pomocą dwóch schematów różnicowych wyższych rzędów WENO-Z oraz TVD. Schematy wykorzystano do rozwiązania nieustalonego przepływu gazu w pojedynczym rurociągu. W obliczeniach stosowano zarówno model gazu doskonałego, jak i model gazu rzeczywistego. Oba schematy pozwoliły na otrzymanie poprawnych wyników

Abstract

This paper analyzes the tracking of hydrogen fraction in a binary mixture with methane by solving the advection equation. The equation was solved using finite volume method and two high order numerical schemes WENO-Z and TVD. The schemes were used to solve the transient flow in a single pipeline. Ideal-gas and real-gas models were used in the calculations. Both schemes allowed obtaining correct results

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Abeysekera M., M. Rees, and J. Wu. 2014.”Simulation and Analysis of Low- -Pressure Gas Networks with Decentralized Fuel Injection”. Energy Procedia, 61:402–406.
[2] Bekkering J., A. A. Broekhuis, and W. J. T. van Gemert .2010. Optimisation of a green gas supply chain – A review. Bioresource Technology, 101(2):450–456.
[3] Bermu´dez Alfredo and Mohsen Shabani. 2022.”Numerical simulation of gas composition tracking in a gas transportation network”. Energy, 247:123459.
[4] Borges Rafael, Monique Carmona, Bruno Costa, and Wai Sun Don.2008. “An improved weighted essentially non-oscillatory scheme for hyperbolic conservation laws”. Journal of Computational Physics, 227(6):3191–3211.
[5] Bram van Leer. 1974.”Towards the ultimate conservative difference scheme. II. Monotonicity and conservation combined in a second-order scheme”. Journal of Computational Physics, 14(4):361–370, March.
[6] Cengel Yunus A. 2008.”Thermodynamics: an engineering approach. McGraw- -Hill Series in Mechanical Engineering. McGraw-Hill, Boston
[etc.], 6th ed. edition.
[7] Chaczykowski Maciej, Filip Sund, Paweł Zarodkiewicz, and Sigmund Mongstad Hope. July 2018.”Gas composition tracking in transient pipeline flow”. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 55:321–330.
[8] Chi-Wang Shu. 1988.”Total-Variation-Diminishing Time Discretizations. SIAM Journal on Scien-tific and Statistical Computing, 9(6):1073–1084, November. Publisher: Society for Industrial and Applied Mathematics.
[9] Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions, Stepping up Europe’s 2030 climate ambition Investing in a climate-neutral future for the benefit of our people, 2020.
[10] Dancker Jonte and Martin Wolter. 2022.”A coupled transient gas flow calculation with a simultaneous calorific-value-gradient improved hydrogen tracking”. Applied Energy, 316:118967.
[11] Fan Di, Jing Gong, Shengnan Zhang, Guoyun Shi, Qi Kang, Yaqi Xiao, and Changchun Wu. 2021.”A transient composition tracking method for natural gas pipe networks”. Energy, 215:119131.
[12] Gottlieb Sigal and Chi-Wang Shu. Total Variation Diminishing Runge-Kutta Schemes. Mathematics of Computation, 67, 1996.
[13] Kiuchi Tatsuhiko. 1994.”An implicit method for transient gas flows in pipe networks”. International Journal of Heat and Fluid Flow, 15(5):378–383.
[14] Kurganov Alexander and Eitan Tadmor. 2000.”New High-Resolution Central Schemes for Non- linear Conservation Laws and Convection–Diffusion Equations”. Journal of Computational Physics, 160(1):241–282.
[15] Mhanna Sleiman, Isam Saedi, Pierluigi Mancarella, and Zihang Zhang. 2022.”Coordinated operation of electricity and gas-hydrogen systems with transient gas flow and hydrogen con- centration tracking”. Electric Power Systems Research, 211:108499.
[16] Saedi Isam, Sleiman Mhanna, and Pierluigi Mancarella. 2021.” Integrated electricity and gas system modelling with hydrogen injections and gas composition tracking.” Applied Energy, 303:117598.
[17] Sandro Pellegrino, Andrea Lanzini, and Pierluigi Leone. 2017.”Greening the gas network – The need for modelling the distributed injection of alternative fuels”. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 70:266–286.
[18] Schiesser W. E.. 1991.”The Numerical Method of Lines: Integration of Partial Differential Equations. Academic Press”. Google-Books-ID: 1vLFQgAACAAJ.
[19] Shu Chi-Wang. 1998.”Essentially non-oscillatory and weighted essentially non- -oscillatory schemes for hyperbolic conservation laws”. In Advanced Numerical Approximation of Nonlinear Hyperbolic Equations, volume 1697, pages 325– 432. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, Series Title: Lecture Notes in Mathematics.
[20] Wang Hai and Hua Meng. 2018.”Improved thermal transient modeling with new 3-order numerical solution for a district heating network with consideration of the pipe wall’s thermal inertia”. Energy, 160:171–183.
[21] Yunus A. Cengel. 2006.Fluid mechanics: fundamentals and applications. McGraw-Hill Series in Mechanical Engineering. McGraw-Hill/Higher Education, Boston
[etc.], international ed. edition.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2023-9 , nr katalogowy 145152 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA- e-zeszyt (pdf) 2023-9 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	34.00 zł

Prenumerata

GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

360.00 zł

GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - papierowa prenumerata roczna	432.00 zł brutto 400.00 zł netto 32.00 zł VAT (stawka VAT 8%)
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

474.00 zł

GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	552.00 zł brutto 511.11 zł netto 40.89 zł VAT (stawka VAT 8%)

552.00 zł

Zeszyt

2023-9

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma