شبيه سازي CFD پروور دو جهته جهت پيش بيني دقت عملكرد جريان سنج هاي صنعتي

در این مطالعه شبیه‌ سازی عملكرد پروور لوله ای دو جهته، در سرعت های m/s 3 و2 برای نفت سفید و دو نوع نفت خام به منظور پیش‌بینی میتر فاكتور (ضریب تصحیح جریان سنج)، با استفاده از روش های مبتنی بر دینامیك سیالات محاسباتی (CFD) مورد بررسی قرار گرفته است. بدلیل شرط مرزی متحرك، از مش‌های متحرك در میدان جریان استفاده شده است. در مرحله اول شبیه سازی، از لوله ی پروور بدون توپك برای داشتن جریان كاملاً توسعه یافته در بخش كالیبراسیون استفاده شده است، سپس شبیه سازی به همراه توپك با حفظ شرایط مرحله اول صورت گرفته است. برای دستیابی به كمترین خطای ممكن، از مدل های آشفتگی k- و k- برای شبیه‌سازی اغتشاش در جریان استفاده شده است. جهت اعتبار سنجی نتایج شبیه‌سازی، ضریب اصطكاك بدست آمده برای جریان، با روابط تجربی مقایسه شده است. پروفایل های سرعت برای مقطع خروجی لوله و اطراف توپك رسم شده است. نتایج نشان میدهد در مدل ایجاد شده تغییرات عدد رینولدز تاثیری روی میتر فاكتور بدست آمده ندارد. در این مطالعه توانمندی شبیه سازی های CFD در تحلیل فرآیندهایی كه نیاز به استفاده از مش دینامیك دارند به خوبی نشان داده شده است. همچنین نتایج نشان میدهد كه میتوان با هزینه كمی عملكرد پروورها كه از اهمیت ویژه‌ای در صنعت برخوردارند و همینطور طراحی آنها، تعیین مكان مناسب آشكارسازها و سایر موارد، از شبیه سازی CFD استفاده كرد.

In this study for prediction of meter factor, the bidirectional pipe prover performance has been simulated by CFD techniques in two velocities 2 and 3 m/s for kerosene and two types of crude oil. Because of moving boundary condition, the simulations has been done with dynamic meshes. In the first stage of the simulation to have fully developed flow in the calibration section the prover pipe has been investigated without sphere, next simulations has been repeated with ball in flow through the prover but with same conditions at the first stage. To achieve the lowest possible error, several simulation was conducted with two turbulence models: standard k- and k-. For validation, the CFD calculated pipe friction coefficient has been compared with empirical relations. The velocity distribution has been discussed for output section pipe and around the ball in prover. The results show the effects of Reynolds number variation on meter factor is ignorable. Although this work illustrates the CFD simulations is an inexpensive powerful tool for evaluation of prover performance. Also these simulations can be used for design of provers and determination of detectors positions and so on.