آموزش شبیه سازی جریان گاز متان عبوری از یک اریفیس

با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی جریان گاز متان عبوری از یک اریفیس در نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی جریان گاز متان عبوری از یک اریفیس

شرح مسأله

مسأله حاضر به شبیه سازی جریان گاز متان عبوری از یک اریفیس درون کانال با استفاده از نرم افزار ansys fluent پرداخته است. اریفیس یکی از رایج ترین تجهیزات اندازه گیری دبی جرمی با استفاده از ترانسمیترهای اختلاف فشار می باشد. ساده ترین مدل اریفیس از یک صفحه دارای سوراخ تشکیل شده است که به صورت عمود بر مسیر جریان سیال در کانال مورد نظر قرار می گیرد. مکانیزم عملکردی اریفیس ها بدین صورت است که وقتي سيال از درون یک اريفيس عبور مي كند، به دلیل کاهش یافتن سطح مقطع عبور جریان و با توجه به قانون بقای جرم و ثابت بودن دبی، سرعت آن افزايش مي يابد و براساس اصل برنولی با افزایش سرعت جریان، فشار جریان كاهش مي يابد. به همین ترتیب، وقتي سيال از اريفيس خارج مي شود، به دلیل افزایش دوباره سطح مقطع عبور جریان، سرعت جریان دوباره كاهش يافته و درنتیجه، فشار جریان افزايش مي يابد. بنابراین مقدار مشخصی اختلاف فشار در دو طرف اریفیس ظاهر می شود که این اختلاف فشار ایجاد شده با استفاده از ترانسمیترهای فشار و سنسورهای فشاری تعبیه شده سنجیده می شود. درنتیجه دبی سنج اریفیس با استفاده از همین مقدار اختلاف فشار اندازه گیری شده به محاسبه میزان دبی سیال عبوری از کانال مورد نظر (با در نظر گرفتن مقدار افت فشار و میزان نسبت قطر سوراخ اریفیس به قطر کانال) می پردازد. سیال مورد بررسی در این شبیه سازی، گاز متان می باشد که دارای چگالی برابر با 0.6679 kg.m-3 و ویسکوزیته برابر با 0.00001087 kg.m-1.s-1 می باشد. این جریان با سرعتی برابر با 0.033 m.s-1 وارد کانال شده و در فشاری برابر با فشار اتمسفر از آن خارج می شود.

 

 

گام اول) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت سه بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler طراحی شده است. مدل مربوط به یک کانال به طول 12 in و قطر 0.5 in می باشد که در میانه آن، یک کاهش سطح مقطعی به معنای وجود اریفیس ایجاد شده است که دارای قطر 0.25 in می باشد.

 

 

شبکه ­بندی مدل حاضر با استفاده از نرم ­افزار ansys meshing انجام گرفته است. شبکه ­بندی به صورت سازمان یافته انجام گرفته و تعداد سلول­ های تولیدی معادل با 54648 می باشد.

 

 

گام 2) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه ­سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه­ سازی براساس دیدگاه مبتنی بر فشار (pressure-based) صورت گرفته است.
  • شبیه ­سازی فقط در حالت سیالاتی انجام گرفته است و به آنالیز حرارتی نپرداخته است.
  • شبیه ­سازی حاضر از نظر زمانی به صورت پایا (steady) می باشد؛ یعنی ترم زمان در حل مسأله لحاظ نشده است.
  • اثر گرانش (gravity) بر روی مدل نادیده گرفته شده است.

 

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است:

 

 

گام سوم) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای دو بعدی و سه بعدی مربوط به سرعت و فشار به دست آمده است. همچنین نمودار تغییرات فشار و سرعت در راستای محور مرکزی کانال و عبوری از مقطع مربوط به اریفیس به دست آمده است. نتایج حاصل در شکل ­های 3 الی 10 نشان داده شده است. همان طور که از نمودارها و کانتورها پیداست، وقتی جریان سیال از مجرای مربوط به اریفیس از کانال عبور می کند، به دلیل وجود تغییر سطح مقطع ناگهانی، سرعت جریان افزایش ناگهانی پیدا کرده و سپس افت پیدا می کند و درنتیجه، همین اتفاق موجب ایجاد افت فشار درون جریان سیال در مسیر عبور از مقطع اریفیس می شود.

 

 

 

 

نقد وبررسی

نقد بررسی یافت نشد...

اولین نفر باشید که نقد و بررسی ارسال میکنید... “آموزش شبیه سازی جریان گاز متان عبوری از یک اریفیس”

پیگیری سفارش
لیست مقایسه
شگفت انگیز ها
you tube
logo-samandehi