بررسی تأثیر شکستگی پـره و به‌هم ریختگی جریان بر ضریب عملکرد جریان‌سنج توربینی با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی

نوع مقاله : علمی ترویجی

نویسندگان

آزمایشگاه تحقیقاتی دینامیک سیالات محاسباتی دانشکدة مهندسی شیمی، دانشگاه علم وصنعت ایران

چکیده

در این مقاله با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی[i] آثار تغییر ساختار هندسی در اثر آسیب‌های فیزیکی در توربین و ایستانه[ii]، همچنین تغییر توزیع جریان ورودی به‌خاطر نصب بد یا ایجاد اشکال در لوله‌های یکنواخت‌کننده[iii]، بر دقت عملکرد جریان‌سنج توربینی بررسی شده است. برای این منظور، معادلات پیوستگی، مومنتوم و موازنة سرعت زاویه‌ای به‌همراه شرایط مرزی مناسب، به‌صورت عددی و با استفاده از روش حجم محدود در شرایط پایا حل شده‌اند. در شبیه‌سازی‌های انجام‌شده وابستگی میدان سرعت و فشار از طریق الگوریتم سیمپل[iv] برقرار می‌گردد. برای شبیه‌سازی اغتشاش جریان از مدل RNG-k-ε و برای انفصال‌سازی ترم‌های جابه‌جایی از روش اختلاف بالادست درجه دوم استفاده شده است. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که تغییر هندسه و همچنین هرگونه به‌هم ریختگی درتوزیع جریان ورودی به جریان‌سنج روی ضریب جریان‌سنج تأثیر می‌گذارد و سبب کم‌شدن دقت آن می‌شود.



[i]. Computational Fluid Dynamic


[ii]. Stator


[iii]. Straightener


[iv]. Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations

کلیدواژه‌ها


[1] R.W. Miller. Flow measurement engineering handbook, McGraw-Hill Book Company, 1996.
[2] RC. Baker, “Turbine Flow meters”, Theoretical and experimental published information, Flow Measurement and Instrumentation, 1993, pp. 123-144.
[3] F. M. White, Fluid Mechanics, University of Rhode Island, Fourth Edition, 2010.
[4] J. Harshman, Turbine Meters for Liquid Measurement, Senior Product Engineer, 2007.
[5] D. Sextro, Application of turbine meters in liquid measurement, Dynegy Midstream Services, 2003.
[6]Wang Zhen, “Computational study of the tangential type turbine flowmeter”, Flow Measurement and Instrumentation, 19, 1998, pp. 233-239.
[7] Gang Chen, “Prediction on meter factor of the turbine flow meter with unsteady numerical simulation”, ASME Fluids Engineering Conference, Florida, USA, 2008.
[8] Vivek V. Ranade, Computational flow modeling for chemical reactor engineering, Industrial Flow Modeling Group, 2002.
[9] P.W. Stoltenkamp. Dynamics of turbine flow meters, Technische Universiteit Eindhoven, 2007.