Transient analysis of a gas manifold system

• Published in: Canadian journal of chemical engineering 2002-06, Vol.80 (3), p.536-543
• Main Authors: Parolia, Vineet, Verma, Nishith, Chhabra, Raj
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Applied sciences; Energy; Exact sciences and technology; Fuels; Gas industry; gas manifold; gas supply; Gas transmission and distribution. Ships. Pipelines. Distribution networks. Compressors stations; transience; unsteady flow; water-hammering
• ISSN: 0008-4034; 1939-019X
• DOI: 10.1002/cjce.5450800327

In the present work, a numerical study has been carried out to predict transient gas flow and pressure behaviour in a gas manifold system. The start‐up and shutdown of the system, varying demands at the consumer ends, malfunctioning of compressors and valves are a few examples of common causes of transience in a gas delivery system. In particular, the sensitivity of oscillations in pressure and mass flux to variation in pipe dimensions, supply pressure and gas flow rate are ascertained under the aforementioned conditions of transience. The present results show that large pipe dimensions, high gas flow rate and high upstream pressure in the branch in which the disturbance is introduced, all cause greater amplitude in mass flux and pressure oscillations in the neighboring branches. The duration of oscillations is also found to be longer. The present study has practical importance in designing as well as in operating, a gas delivery system. Dans ce travail, on a mene une étude numérique afin de prédire l'écoulement de gaz transitoire et le comportement de la pression dans un Système de distribution de gaz. Le démarrage et l'arrêt du Système, des consommations qui varient, un mauvais fonctionnement des compresseurs et des vannes sont quelques‐unes des causes d'instationnarité dans un Système de livraison de gaz. En particulier, la sensibilité des oscillations de pression et de flux massique aux variations de dimension des conduites, la pression fournie et le débit de gaz, se vérifie pour les conditions à caractère transitoire susmentionnées. Les résultats de l'étude montrent quw de grands dimensions de conduites, un débit de gaz élevé et une pression en amont elevée dans la branche où la perturbation est introduite, causent une plus grande amplitude dans le flux massique et de plus grandes oscillations de la pression dans les branches avoisinantes. La durée des oscillations s'avère également plus longue. Ce travail revêt un intérêt pratique aussi bien dans la conception que dans l'utilisation d'un Système de distribution de gaz.