در مهندسی سیالات نیز مفهوم نقطه فلش به کار می‌رود که به آن نقطه شبنم گفته می‌شود. نقطه فلش در این حالت به دمایی گفته می‌شود که در آن فشار بخار ماده، فشار جوی را برابر می‌کند و ماده از حالت گاز به حالت مایع تبدیل می‌شود. این مفهوم در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی بسیار مهم است و برای محاسبه آن از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود.
یکی از روش‌های معمول برای محاسبه نقطه فلش در سیالات، استفاده از داده‌های آزمایشگاهی است. در این روش، نمونه‌ای از سیال مورد نظر در آزمایشگاه قرار داده می‌شود و به تدریج خنک شده تا در نهایت به حالت مایع تبدیل شود. دمایی که در آن مایع شدن رخ می‌دهد، به عنوان نقطه فلش سیال تعریف می‌شود.
روش دیگر برای محاسبه نقطه فلش در سیالات، استفاده از روابط ریاضی است. یکی از روابط معمول برای محاسبه نقطه فلش سیال، رابطه Reid است که برای سیالات هیدروکربنی مانند نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد. این رابطه به صورت زیر است:
T_n = T_A + 14.76 + (90.7 + 5.7 * ω)(1 - (T_B/T_A)^1.3)
که در این رابطه، T_n دمای نقطه فلش، T_A دمای آتش‌نشانی، T_B دمای جوش سیال و ω وزن مولی سیال به اکتان است.
لازم به ذکر است که در محاسبه نقطه فلش سیالات، عوامل مختلفی مانند فشار و ترکیبات شیمیایی موجود در سیال نیز تأثیرگذار هستند و باید در محاسبات مد نظر قرار گیرند.
روش دیگری برای محاسبه نقطه فلش سیالات
روش‌های مختلفی برای محاسبه نقطه فلش سیالات وجود دارند که ممکن است براساس شرایط مختلف مورد استفاده قرار گیرند. در زیر به برخی از این روش‌ها اشاره می‌شود:
1. روش ASTM D86: این روش برای محاسبه نقطه فلش سیالات نفتی استفاده می‌شود و با تقطیر جزئی سیال، نقطه فلش آن تعیین می‌شود.
2. روش ASTM D93: این روش برای محاسبه نقطه فلش سیالات پتروشیمی مانند گازوئیل و بنزین استفاده می‌شود. در این روش، نمونه سیال در یک ظرف شیشه‌ای قرار داده شده و با یک شعله گازی داغ کرده می‌شود. دمایی که در آن شعله به اندازه کافی بزرگ شود و سیال کاملاً در آن آتش بگیرد، به عنوان نقطه فلش تعریف می‌شود.
3. روش راندولف: در این روش، نمونه سیال در یک لوله شیشه‌ای قرار داده می‌شود و با گرمایش تدریجی، دمایی که در آن سیال آغشته به بخار شده، به عنوان نقطه فلش تعریف می‌شود.
4. روش Setaflash: این روش برای محاسبه نقطه فلش سیالات پتروشیمی استفاده می‌شود. در این روش، نمونه سیال در یک لوله شیشه‌ای قرار داده می‌شود و با گرمایش تدریجی، دمایی که در آن سیال آغشته به بخار شده، به عنوان نقطه فلش تعریف می‌شود.
لازم به ذکر است که هر یک از این روش‌ها ممکن است برای محاسبه نقطه فلش سیالات در شرایط مختلف مورد استفاده قرار گیرند. همچنین، بسته به نوع سیال، می‌توان از روش‌های دیگری نیز برای محاسبه نقطه فلش استفاده کرد.
محاسبه نقطه فلش سیالات نفتی
محاسبه نقطه فلش سیالات نفتی با استفاده از روش‌های مختلف صورت می‌گیرد. در اینجا به محاسبه نقطه فلش با استفاده از روش ASTM D86 که یکی از روش‌های استاندارد در صنعت نفت است، اشاره می‌شود.
برای محاسبه نقطه فلش با استفاده از روش ASTM D86، ابتدا نمونه سیال نفتی به یک تقطیر جزئی تحت فشار کم تحت عمل می‌گردد. در این روش، سیال به صورت تدریجی در یک ستون تقطیر سیلندری قرار گرفته و با گرما به مرور زمان، بخار سیال تشکیل می‌شود و از سر آن ستون به بیرون خارج می‌شود. دمایی که در آن بخار سیال تشکیل شده و از سر ستون خارج می‌شود، به عنوان نقطه فلش سیال تعریف می‌شود.
محاسبه نقطه فلش با استفاده از روش ASTM D86 به دقت بالایی صورت می‌گیرد و به دلیل استفاده از تجهیزات پیشرفته، نتایج به دقت بالایی به دست می‌آید. همچنین، این روش برای نمونه‌های سیالاتی با نقاط فلش پایین و بالا قابل استفاده است و باعث می‌شود محصولات با کیفیت به بازار عرضه شوند.
تجهیزات مورد نیاز برای انجام این روش
برای انجام روش ASTM D86 برای محاسبه نقطه فلش سیالات نفتی، تجهیزات زیر مورد نیاز است:
1. ستون تقطیر: ستون تقطیر یک سیلندر شیشه‌ای است که برای جداسازی بخار سیالات از مایعات به کار می‌رود. عملکرد ستون تقطیر بر اساس اصل تقطیر جزئی برای جداسازی بخار سیال از مایعات است.
2. سامانه گرمایش: یک سامانه گرمایش برای گرم کردن نمونه سیال نفتی برای تقطیر به کار می‌رود. این گرمایش می‌تواند از روش‌های مختلفی مانند حمام گرمایی، یا گرم کردن با الکتریسیته استفاده شود.
3. دستگاه خنک کننده: یک دستگاه خنک کننده برای کاهش دمای بخار سیالات و تبدیل آن به مایع استفاده می‌شود.
4. دستگاه جداسازی: یک دستگاه جداسازی برای جداسازی بخار سیال از هوا به کار می‌رود.
5. دستگاه اندازه‌گیری: برای اندازه‌گیری دمای بخار سیالات از یک ترمومتر استفاده می‌شود.
6. سیستم کنترل: برای کنترل دمای ستون تقطیر و دستگاه‌های دیگری که برای این روش استفاده می‌شوند، یک سیستم کنترل نیز مورد نیاز است.
7. نمونه‌بردار: برای جمع‌آوری نمونه سیالات نفتی از مخازن و محیط‌های مختلف، نمونه‌بردارهای مختلفی وجود دارند که باید به دقت انتخاب شوند.
در کل، برای انجام روش ASTM D86 برای محاسبه نقطه فلش سیالات نفتی، تجهیزات پیشرفته و دقیقی نیاز است که اطمینان می‌دهد که نتایج به دقت بالا به دست می‌آیند.
نقطه flash در سیالات دو فازی
نقطه فلش یک سیال دو فازی، که شامل هیدروکربن‌های سنگین و آب است، می‌تواند به دلیل وجود آب در سیال، تحت تأثیر قرار گیرد. به طور کلی، نقطه فلش سیال دو فازی، با افزایش مقدار آب در سیال، کاهش می‌یابد.
در سیالات دو فازی، وجود آب می‌تواند تأثیر مستقیمی بر روی دمای نقطه فلش سیال داشته باشد. به عنوان مثال، افزایش مقدار آب در سیال، باعث افزایش نقطه ایجاد بخار می‌شود که می‌تواند باعث کاهش نقطه فلش سیال شود. بنابراین، برای محاسبه نقطه فلش سیال دو فازی، باید مقدار آب در سیال را هم در نظر گرفت.
برای مثال، در سیالات دو فازی نفت و آب، می‌توان از روش زیر برای محاسبه نقطه فلش استفاده کرد:
1. نمونه سیال دو فازی را به دقت اندازه گیری کنید.
2. سپس نمونه سیال را در یک قیف آزمایشگاهی قرار دهید و به آرامی گرم کنید تا آن را به حالت یکفازی تبدیل کنید.
3. سپس، با استفاده از روش ASTM D86، نقطه فلش سیال را به دقت محاسبه کنید.
به طور کلی، برای محاسبه نقطه فلش سیال دو فازی، باید مقدار آب در سیال را هم در نظر گرفت و از روش‌های مناسب برای جداسازی آب و سیال استفاده کرد.
