27447

مطالعه عددي و تجربي كنتور آب مولتي جت و بهينه‌سازي آن

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك (تبديل انرژي)

1398

1401/02/31

دكتر مهدي مقيمي

مهندسي مكانيك

امروزه وسايل اندازه‌گيري در زندگي انسان‌ها جايگاه ويژه‌اي پيدا كرده‌اند. از جمله اين وسايل كنتور آب هستند، با توجه به اهميت منابع آبي در جهان استفاده از وسايل اندازه‌گيري دبي جريان آب مصرفي در منازل مسكوني و حتي در زمين‌هاي كشاورزي متداول است. كنتورهاي آب كه در اين زمينه استفاده مي‌شوند داراي انواع مختلفي هستند. دسته بندي كنتورهاي آب براساس كاركرد به چهار دسته‌ي آلتراسونيك، الكترومغناطيس، مكانيكي و فراصوت تقسيم مي‌شوند. كنتور‌هاي آب مكانيكي مولتي جت در ايران استفاده بيشتري دارند و اكثر منازل مسكوني از اين نوع كنتور آب استفاده مي‌كنند. از اين جهت بهبود ساختار اين نوع كنتور‌هاي آب مي‌تواند حائز اهميت باشد. در اين پروژه با استفاده از آزمايش‌هاي تجربي و شبيه سازي‌هاي عددي سعي شده است كه دقت اندازه‌گيري و افت فشار آب عبوري از كنتور به ترتيب افزايش و كاهش يابند. پس از اعتبارسنجي حل عددي با نتايج آزمايش تجربي با توجه به معادلات و روابط حاكم بر جريان سيال طراحي محفظه پروانه و پروانه كنتور تغيير داده شده و در نرم‌افزار طراحي‌هاي جديد، از لحاظ ويژگي‌هاي جريان سيال بررسي شده است در نهايت مطلوب‌ترين حالت طراحي نسبت به نمونه اصلي و طراحي‌هاي ديگر انتخاب شده و يك نمونه چاپگر سه بعدي از آن گرفته شده است و در آزمايش تجربي براي اطمينان از عملكرد آن استفاده شده است و در صورت نياز با توجه به اين آزمايش، طراحي‌ها اصلاح شده و روند توضيح داده شده تكرار شده است. يكي از پروانه‌هاي طراحي شده در محاسبات عددي افزايش نيروي روي سطح پره 25٪ را نشان داد و محفظه با پنج ورودي كاهش افت فشار 15٪ را نشان داد. از اين پروانه و محفظه پروانه نمونه تجربي ساخته شد و آزمايش تجربي با آن‌ها گرفته شد، استفاده هم‌زمان از پروانه و محفظه پروانه طراحي شده در آزمايشات كاهش افت فشار 15٪ را نشان دادند. براي بررسي دقت اندازه‌گيري كنتور نيازمند قالب‌سازي پروانه طراحي شده بود كه با توجه به عدم وجود شرايط ساخت قالب آن، اين امر ميسر نشد.

1401/09/13

Numerical and experimental study of multi-jet water meter and its optimization

5/21/2023 12:00:00 AM

Today, measuring instruments have found a special place in human life. Among these devices are water meters. Due to the importance of water resources in the world, the use of devices for measuring the flow of water flow in residential homes and even in agricultural fields is common. There are different types of water meters used in this field. Classification of water meters based on function are divided into four categories: ultrasonic, electromagnetic, mechanical and ultrasonic. Multi-jet mechanical water meters are more widely used in Iran and most residential houses use this type of water meter. Therefore, improving the structure of this type of water meters can be important. In this project, water pressure passing through the meter has been optimized using experimental tests and numerical simulations. After validation of numerical solution with experimental test results, according to the equations and relations governing the fluid flow, the design of the chamber and pre-meter has been changed and in the new design software, the fluid flow characteristics have been investigated. Other designs were selected and a 3D print sample was taken from it and used in the experimental test to ensure its performance. If necessary, according to this test, the designs were modified and the described process was repeated. An example of a chamber and impeller that shows the lowest number in terms of pressure drop in experimental tests compared to the main chamber has been selected for the final optimal state in terms of pressure drop.

كنتور آب , بهينه‌سازي عددي , اندازه‌گيري جريان سيال

Water meter , numerical optimization , experimental

Mohadesh Rahimi

Mahdi Moghimi