تاثير پارامترهاي عملياتي بر روي دقت جريان سنج توربيني با استفاده از شبيه‌سازي CFD

Influence of Operational Parameters on Turbine Flowmeter Accuracy by CFD Simulation

در اين مقاله هدف بررسي تاثير تغييرات دبي، دما و نوع نفت بر روي ضريب اندازه‌گيري جريان سنج توربيني با استفاده از تكنيك ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) و مقايسه آن با داده‌هاي عملياتي مي‌باشد. معادلات پيوستگي و مومنتوم به همراه شرايط مرزي مناسب به صورت عددي و با استفاده از روش حجم محدود در شرايط پايا حل شده‌اند. وابستگي ميدان سرعت و فشار از طريق الگوريتم سيمپل برقرار مي‌گردد. براي شبيه‌سازي اغتشاش جريان از مدل RNG-k-? و براي انفصال ترم‌هاي جا به جايي از روش اختلاف بالادست درجه دوم استفاده شده است. با استفاده از شبيه‌سازي عددي، مقدار نيروي دراگ و ليفت بر روي پره‌هاي توربين و از موازنه مومنتوم زاويه‌اي، مقدار ضريب جريان به دست مي‌آيد. نتايج نشان مي‌دهد كه با افزايش دبي، دقت اندازه‌گيري جريان سنج توربيني تقريباً ثابت ‌مانده و با بالارفتن دما دقت اندازه‌گيري افزايش مي‌يابد. همچنين تغيير نوع نفت از سنگين به سبك باعث افزايش دقت اندازه‌گيري مي‌شود

In this work, the effect of flow rate change, temperature, and fluid type are considered on meter factor in turbine meter with the aid of Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation. Continuity and momentum equations along with the proper boundary conditions are numerically solved in a steady finite volume frame. SIMPLE algorithm is used for coupling the velocity and pressure field. For the simulation of turbulent flow, the RNG k-?, and for discretizing the advection scheme the second order upwind are used. The drag and lift force on turbine impellers, and the meter factor utilizing angular momentum balances are gained. The results show that the accuracy increases with temperature enhancement and is almost constant with augmenting flow rate. Moreover, the shift from heavy oil to light oil causes the measurement accuracy to increase.