AI Summary & Key Takeaways
AI InsightAs a result of this study, it was determined that the impact point dilutions obtained from the USEPA VP-UM3 model remained in the more conservative region of approximately 44% in the cold water discharge design.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Seawater can be used in many industries for cooling and heating of thermal processes. Cooling is more common in hot processes and requires the use of cooling water. However, in some industries, such as regasification operations, heating is also an important process. In particular, open-loop seawater heating systems can be widely used in liquefied natural gas (LNG) receiving terminals. Cold water discharges occur from these systems and they return to the marine environment. Cold water discharges can cause cold shock and hypothermia among marine organisms. Because of the negative effects of cold water discharges, cold water discharge systems can be used to dilute chilled seawater in the marine environment. Cold water outfalls can be designed as single port or multiport diffusers, including pipeline systems. The discharged cold water behaves as negatively buoyant jets in the sea. Ensuring proper dilution of negatively buoyant cold water discharges is a challenge and requires a detailed identification step. Dense jets, such as cold water, tend to sink to the bottom in the marine environment. Therefore, the interaction between the bottom and the jet significantly affects the initial dilution of the cold water jet, which is considered in the design studies. The boundary interaction between the jet and the bottom will increase if the diffuser is placed close enough to the bottom. In such cases, the effect of boundary interaction on impact point dilution needs to be determined. In this study, the results obtained using the USEPA VP-UM3 numerical model under the same conditions with two different diffuser elevations performed experimentally were compared. As a result of this study, it was determined that the impact point dilutions obtained from the USEPA VP-UM3 model remained in the more conservative region of approximately 44% in the cold water discharge design.
Özet
Deniz suyu birçok endüstride termik işlemlerin soğutma ve ısıtma işlemlerinde kullanılabilmektedir. Sıcak proseslerde daha yaygın olan soğutma işlemidir ve soğutma suyu kullanımına ihtiyaç duyulur. Bununla birlikte, yeniden gazlaştırma operasyonları gibi bazı endüstrilerde ısıtma da önemli bir süreçtir. Özellikle, açık çevrimli deniz suyuyla ısıtma sistemleri, sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG) alım terminallerinde yaygın olarak kullanılabilmektedir. Bu sistemlerden soğuk su deşarjları oluşur ve bunlar deniz ortamına geri dönerler. Soğuk su deşarjları, deniz organizmaları arasında soğuk şokuna ve hipotermiye neden olabilir. Soğuk su deşarjlarının olumsuz etkilerinden dolayı, deniz ortamındaki soğutulmuş deniz suyunun seyreltilmesi için soğuk su deşarj sistemleri kullanılabilir. Soğuk su deşarjları, boru hattı sistemleri de dahil olmak üzere tek portlu veya çok portlu difüzörler olarak tasarlanabilir. Deşarj edilen soğuk su, denizde negatif yüzer jetler olarak davranırlar. Negatif yüzer soğuk su deşarjlarının uygun şekilde seyreltilmesini sağlamak zorlu bir konudur ve ayrıntılı bir tanımlama aşaması gerektirir. Soğuk su gibi yoğun jetler, deniz ortamında dibe batma eğilimindedirler. Dolayısıyla, tasarım çalışmalarında dikkate alınan soğuk su jetinin birinci seyrelmesini taban ile jet arasında oluşan etkileşim önemli ölçüde etkiler. Difüzör, tabana yeterince yakın yerleştirildiğinde jet ile taban arasındaki sınır etkileşimi artacaktır. Bu tip durumlarda, sınır etkileşiminin çarpma noktası seyrelmesi üzerine etkisinin belirlenmesi gerekir. Bu çalışmada, deneysel olarak gerçekleştirilen iki farklı difüzör yüksekliği ile aynı koşullarda USEPA VP-UM3 sayısal modeli kullanılarak elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Bu çalışma sonucunda USEPA VP-UM3 modelinden elde edilen çarpma noktası seyrelmelerinin, soğuk su deşarjı tasarımında yaklaşık %44 daha konservatif bölgede kaldığı belirlenmiştir.