Transport av CO₂ i rørledninger er en nøkkelteknologi for å muliggjøre storskala fangst og lagring av CO₂ (CCS). CO₂ Dynamics inneholder flere formuleringer av strømningsmodeller og termodynamiske tilstandsligninger for å kunne simulere CO₂-strømning i rør under ulike forhold og med forskjellige fluidsammensetninger. De robuste numeriske metodene håndterer spesielt raske transienter, diskontinuiteter og brede eller smale faseområder. Verktøyet kan brukes til å studere trykkavlastning og fordeling av tilstandsvariabler som temperatur. CO₂ Dynamics har et grensesnitt mot Thermopack for tilgang til termodynamiske egenskapsmodeller. Eksempler på tekniske anvendelser er dimensjonering av rørledninger, beregning av CO₂-mengder i strømning, estimering av laveste temperaturer som oppstår, og analyse av løpende brudd.
Validering
CO₂ Dynamics har blitt validert mot ulike eksperimentelle data. Et eksempel er vist i figuren nedenfor for trykkavlastning i et 200 meter langt rør, der den ene enden av røret ble åpnet mot atmosfæren mens den andre enden forble lukket. Som en konsekvens begynner temperatur og trykk i røret å falle.
Temperaturen beregnet med CO₂ Dynamics ble sammenlignet med eksperimentelle data fra DNV GL ved et punkt 5 meter fra den lukkede enden av røret. To ulike varmeoverføringsmodeller ble brukt («C» angir Colburn og «GW» angir Gungor–Winterton). I dette tilfellet gir Colburns varmeoverføringskorrelasjon best samsvar med resultatene.
Årsaken til den store forskjellen er dannelsen av fast CO₂ (tørris). Dette kan sees som et knekkpunkt i de eksperimentelle dataene (og i beregningene våre) ved omtrent 40 sekunder. Gungor–Winterton-korrelasjonen gir for høy varmeoverføring, slik at CO₂ ikke går inn i området der fast CO₂ dannes. Som det fremgår, bidrar den faste CO₂-en til å holde temperaturen lav. Denne beregningen viser at modeller for CO₂-strømning og trykkavlastning må kunne ta hensyn til dannelsen av fast CO₂. For det andre er det viktig å modellere varmeoverføringen gjennom rørveggen til omgivelsene.
Les mer: