24015

تحليل جريان سنج فلويئديك نوساني

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

1396

28/08/1399

دكتر سيد حسن هاشم آبادي

مهندسي شيمي

تاكنون براي اندازه‌گيري دبي گاز روش‌هاي متعددي ابداع شده است. دبي سنج‌هايي كه بر مبناي نوسان سيال كار مي‌كنند، يكي از اين روش‌ها است. در دبي‌سنج‌هاي نوساني با ورود جريان سيال به مجراي اصلي، پس از مدت كوتاهي جريان ورودي شروع به نوساني پايدار مي‌كند و باعث نوسانات منظم سرعت و فشار مي‌گردد. با توجه به رابطه‌اي كه بين فركانس نوسان سيال با سرعت ورودي آن به مجراي اصلي وجود دارد، مي‌توان دبي عبوري را اندازه‌گيري كرد. دبي‌سنج‌هاي نوساني به دليل نداشتن عضو متحرك، خطاي كمي در اندازه‌گيري دبي‌هاي بسيار كم دارند. در اين پژوهش پس از بررسي اصول حاكم بر عملكرد دبي‌سنج‌هاي نوساني، فرآيند مهندسي معكوس بر روي يك نمونه موجود انجام مي‌شود. بدين منظور از هندسه دبي‌سنج مورد نظر عكس برداري شده و با استفاده از نرم افزار Solid Works هندسه تشكيل داده شده است. به منظور آگاهي دقيق‌تر از چگونگي حركت جريان سيال در مجراي دبي‌سنج از شبيه‌سازي عددي جريان سيال استفاده مي‌گردد. براي مطالعه عددي جريان غير دائم، با استفاده از نرم افزار Ansys Meshing، اين مجرا شبكه‌بندي مي‌شود. با توجه به آشفته بودن جريان، از مدل آشفتگي Standard K-ε استفاده شده است و نتايج با داده‌هاي تجربي اعتبارسنجي شده است. از نتايج اين پژوهش دست‌يابي به چگونگي تغييرات فشار نسبت به زمان در محل حس‌گر فشار مي‌باشد. ضريب تبديل دبي‌سنج m3.s/h 0047/0 محاسبه شده است تا در ادامه پژوهش‌ها با استفاده از اين ضريب و داشتن فركانس نوسانات به‌راحتي دبي عبوري از اين دبي‌سنج محاسبه شود. حداكثر ميزان خطاي دبي حاصل از شبيه‌سازي و دبي عبوري واقعي 3/2% مي‌باشد.

1400/02/30

1/1/1900 12:00:00 AM

So far, several methods have been developed for gas flow measurement.one of these methods is fluidic oscillators operating based on fluid oscillation,where the inlet jet of fluid attaches to the wall of one of the channels by the Coanda effect. Then due to the flow of feedback channels that meet the inlet jet, the jet switches from one wall to the other. It causes pressure, velocity and some other fluid quantities oscillating at the same frequency. As important especially at very low flows, these flow meters are capable of low error. There is no moving part in these flow meters and The flow rate is measured According to the linear relationship between jet oscillation frequency and inlet velocity.In this study, a reverse engineering process is performed on an available flow meter. Numerical simulation is used in order to recognize the oscillation and its frequencies. For numerical study of transient (unsteady) flow by using Fluent software, the duct is discretized by using Ansys Meshing. With regards to the fluid flow which is turbulent in a wide range of its operating Reynolds, the Standard K-ε turbulence model is used and the results are validated by experimental data. As a result, measuring the pressure changes during the time at the location of the pressure sensor is accessible. The conversion coefficient of the flow meter has been calculated so that the flow rate can be easily calculated using the coefficient and the oscillation frequency of the continuation research. The maximum error between flow rate of the simulation and the actual flow rate is 2.3%.

دبي‌سنج نوساني , شبيه‌سازي عددي جريان , نوسانات فشار , نوسان سيال , ضريب تبديل

Oscillator flow meter , Numerical simulation , Pressure oscillation , Conversion coefficient