با عنوان : حل معادلات حاکم و تحليل ميزان تأثير گراديان شعاعي دما در سطح مقطع خطوط لوله

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه آزاد اسلامي

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصيلات تکميلي

پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد “M.Sc”

مهندسي مکانيک – تبديل انرژي

عنوان :

حل معادلات حاکم و تحليل ميزان تأثير گراديان شعاعي دما در سطح مقطع خطوط لوله با جريان لايه اي بر ايجاد خطا در دبي سنج التراسونيک

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

زیرا فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به گونه نمونه)

اما در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود می باشد

چكيده

  • هدف از اين پروژه تحقيق در خصوص تاثير گراديان شعاعي دما بر ايجاد خطا در فلوميترهاي التراسونيک با تکنولوژي گذر زمان مي باشد.اين پروژه منحصرا به سيال تراکم ناپذير و با رژيم جريان متقارن آرام در خطوط لوله انتقال نفت و گاز پرداخته می باشد.اين حالت معمولا با فاصله حدودي 100D از خروجي شيرهاي فشار شکن انشعاب خطوط تغذيه شهري از مسيرهاي IGAT اتفاق مي افتد که به دليل افت فشار و کاهش سرعت در طي دو مرحله دماي سيال کاهش يافته و اختلاف دمايي مابين گاز و محيط افزايش مي يابد.
  • براي شبيه سازي موضوع فوق از سيال متان جهت مدل سازي عددي بهره گیری شده می باشد.بطوريکه در آغاز ضمن مدل سازي شرايط فلوميتر به صورت لوله مستقيم با جريان توسعه يافته آرام دما و سرعت، ضمن لحاظ کردن تاثير پروفيل دما بر روي خواص فيزيکي سيال، حل Fluent صورت پذيرفته با نتايج حل تحليلي مقايسه گرديده می باشد.سپس با بهره گیری از هندسه مساله و معادله پيشروي صوت در فضا،فرمول تحليلي لازم جهت محاسبه زمان رفت و برگشت مابين ترانسديسرها بدست آمده و اين زمانها در فرمول تجاري موجود در پردازشگر فلو ميتر جايگذاري مي گردد.لذا ميزان افزايش خطا در اثر افزايش گراديان شعاعي دما در اين حالت قابل محاسبه خواهد گردید.

مقدمه

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

حواس آدمي شامل حس‌هاي بينايي، بويايي، شنوايي، چشايي و لامسه تأثیر تعيين کننده اي در زندگي او دارند. از بين اين حس‌ها بينايي و شنوايي در فواصل دور نيز کار مي کنند ولي سه حس ديگر اين قابليت را ندارند. اما در زير آب شرايط فرق مي کند، اجسام در فواصل دور زير آب قابل ديدن نيستند ولي امواج در زير آب قابل شنيدن هستند و در فواصل دور منتقل مي شوند. تحقيقات نشان داده می باشد که وال ها و دلفين ها در زير آب از امواج مافوق صوت براي رديابي مسير و رسيدن به هدف و برقراري ارتباط بهره گیری مي کنند.

امواج التراسونيک براي اولين بار در هنگام جنگ جهاني اول در ساخت ترانسديوسرهاي زيرآبي به کار رفت. در سال 1912 پس از برخورد کشتي تايتانيک با کوه يخ و غرق شدن آن تحقيقات به سرعت به اين نتيجه رسيد که در فرکانس هاي بالا رزولوشن رديابي کوه يخ بيشتر مي گردد که اين منجر به بهره گیری از امواج با فرکانس هاي بالاتر از صوت گردید و زمينه را براي اولين بار کار آقاي لنجوين[1] که پدر امواج التراسونيک شناخته مي گردد، فراهم نمود. اين کار تحقيقاتي در خلال جنگ جهاني اول با همکاري مشترک کشورهاي انگلستان و فرانسه براي رديابي زيردريايي ها انجام گردید. فعاليت هاي آزمايشگاهي اين پروژه و تست هاي آن توسط آقاي لنجوين انجام گردید. او بعدها تست‌هايي با محدوده رديابي بالا در حدود 2 کيلومتر انجام داد. با بهره گیری از کريستال کوارتز براي ساخت ترانسديوسر محدوده رديابي تا 6 کيلومتر هم توسعه داده گردید. پس از اين اختراع پيشرفت‌هاي حاصل شده در زمينه التراسونيک محدود به زيردريايي ها نشد و به سرعت چندين و چند کاربرد صنعتي و تجاري التراسونيک ابداع گردید.

بهره گیری از روش زمان عبور التراسونيک براي دبي سنجي بر اساس اختلاف سرعت صوت در راستاي جريان و خلاف جهت جريان مي باشد. اين روش سرعت متوسطي براي طول مسير صوتي معين مي دهد. براي تبديل اين سرعت مسير به سرعت متوسط جريان در تمام سطح مقطع جريان، لازم می باشد تا شناختي مناسب از پروفيل سرعت جريان وجود داشته باشد. هدف اين پروژه به بررسي تأثير گراديان شعاعي دما بر مقدار سرعت به دست آمده به کمک اين روش می باشد.

بديهي می باشد ساده سازي هاي انجام شده در ارتباط 1 تنها براي تخمين کلي جريان مفيد می باشد. در جريان آرام عملاً در نظر گرفتن پروفيل سرعت يکنواخت خطاي زيادي ايجاد مي کند. از سوي ديگر در کار حاضر بررسي ميدان دما مسأله اصلي مي باشد که بايد در تخمين زمان عبور سيگنال در نظر گرفته گردد. تغيير دما سبب تغيير ويسکوزيته سيال مي گردد و به نوبه خود سبب تغيير پروفيل سرعت از پروفيل سرعت سهمي هاگن-پوازيه مي گردد. به همين دليل در اين کار براي در نظر گرفتن تأثير تغيير ويسکوزيته سيال با دما بر ميدان جريان از شبيه سازي عددي بهره گیری مي گردد. البته مي توان براي ارزيابي جواب ها در نمونه مسأله اي از تأثير گراديان دما بر ويسکوزيته صرف نظر نمود و پاسخ هاي حل عددي را صحه گذاري نمود.

با در نظر داشتن اين مقدمه پيشنهاد مي گردد در کار حاضر ميدان جريان و دما در شرايط زير بررسي گردد.

کار مشابهي که به اين روش انجام شده می باشد در مرجع [2] آمده می باشد. اين رساله شامل سه بخش اصلي مي‌باشد، ديناميک سيالات، آکوستيک و برهم‌کنش بين اين دو بخش. در اين کار شبيه‌سازي عددي و اندازه‌گيري‌هاي منحني دبي سنجي التراسونيک براي هندسه هاي مختلف آورده شده می باشد. شبيه سازي عددي دبي‌سنجي التراسونيک مي‌تواند در فرآيندي دو مرحله‌اي انجام گردد.

1- شبيه سازي ميدان جريان درون دبي سنج با بهره گیری از نرم افزار ديناميک سيالات محاسباتي تجاري

2- شبيه سازي پيش روي صوت در دبي سنج به کمک روابط سرعت صوت در جريان

1-1- دبي سنج ها

انواع گوناگوني از دبي سنج ها هست. انواع قوانيين فيزيکي مربوط به حرکت سيال در کانال براي اندازه گيري دبي سيال بهره گیری شده می باشد. اين روش ها عبارتند از:

روش هاي مکانيک که سيال را به بخش هايي با مقدار مشخص تقسيم مي کنند (ابزارهاي اندازه گيري جابجايي مثبت)

اندازه گيري هاي فشاري (ابزارهاي اختلاف فشار)

برهم کنش ميدان هاي الکترومغناطيس يا صوتي با سيال در جريان (دبي سنج هاي الکترومغناطيس و زمان عبور التراسونيک)

اندازه گيري هاي مربوط به اينرسي (ابزارهاي کوريوليس)

برهم کنش جريان و پره هاي متحرک يا موانع ثابت (توربين و گردابه و روتامتر)

تشخيص سرعت ذرات معلق در جريان (دبي سنج هاي التراسونيک داپلر)

البته شايد دقيق ترين روش هاي اندازه گيري حجم مايع نيازمند تکنولوژي بسيار ساده براي اندازه گيري کميت هاي اساسي: مقياس ها، دماسنج و دانستن چگونگي تغييرات چگالي سيال با دماست. براي اندازه گيري هاي آني، هنگامي که نمي توان جريان سيال را دستکاري نمود، دقيق ترين روش با بهره گیری از دبي سنج هاي “جابجايي مثبت” به دست مي آيد. اما اين طراحي ها به دليل ضعف هاي مربوط به اينرسي قطعات مکانيکي متحرک محدوده اندازه گيري دبي کوچکي دارند و کمتر بهره گیری مي شوند.

بسياري طراحي هاي جايگزين دبي سنج، کميتي را که کاملاً وابسته به حرکت سيال در لوله می باشد را اندازه نمي گيرند. اغلب تنها نمونه اي از ميدان جريان کامل با فرض اينکه اين بخش کاملاً بيان گر حرکت متوسط می باشد اندازه گيري مي گردد. از اين رو عملکرد دقيق در آزمايشگاه در خلال کاليبره کردن مي تواند به گونه چشمگيري در اثر تغيير شرايط ورودي جريان از حالت ايده آل تغيير کند.

1-1-1- دبي سنج هاي التراسونيک

دبي سنج هاي التراسونيک پتانسيل اندازه گيري دقيق حجم سيال را در بازه گسترده اي از دبي با بهره گیری از هندسه ساده را بدون بهره گیری از قطعات متحرک مي دهند. يک دبي سنج التراسونيک ايده آل اندازه گيري هاي دقيقي مستقل از تأثيرات خارجي، مانند زمان، دما، دبي و شرايط نصب خواهد داد.

1-1-2- يک دبي سنج التراسونيک ايده آل

1-1-2-1- مستقل از نصب

دبي سنج هاي التراسونيک، در مقايسه با ابزارهاي سنتي، مزايايي مانند نسبت بالاي خاموشي و قيمت کم ابزارهاي الکترونيکي بدون قطعه متحرک را دارند. البته مشابه بسياري ابزارها، نصب دقيق اين تجهيزات براي جلوگيري از تأثير پذيري از جريان هاي ورودي غير ايده آل با در نظر داشتن حضور شيرهاي نيمه بسته و يا خم هايي در بالادست جريان ضروري می باشد. يک ابزار ايده آل عملکردي مستقل از شرايط نصب يعني شرايط جريان ورودي دارد. خطاهايي در محدوده 1 تا 5 درصد براي دبي سنج هاي التراسونيکي که به اندازه 10 برابر قطر در پايين دست اتصالات نصب شده اند و خطاهاي بالاتر 33 درصد در حالت بدتر براي دبي سنج التراسونيک بلافاصله پايين دست شير نيمه باز ثبت شده می باشد. ارتباط بين اين تغييرات در عملکرد دبي سنج و پروفيل دبي ورود پيچيده می باشد و بسيار کم شناخته شده می باشد زيرا برهم کنش اساسي بين جريان و امواج فراصوت در لوله هست.

تعداد صفحه :94

قیمت :  تومان14700

***

—-

پشتیبانی سایت :       

———-          serderehi@gmail.com

دیدگاهتان را بنویسید