شبيه سازي CFD كنتور دوفازي مبتني بر امواج صوتي

كارشناسي ارشد

با توجه به حجم و ارزش بالاي توليدات نفتي ايران، زيان مالي ناشي از عدم دقت در اندازه گيري، به خصوص در مبادي فروش، چشمگير خواهد بود. لذا در اين تحقيق، با مطالعه و بررسي مقالات متعدد، نوين ترين روش هاي اندازه گيري دقيق جريان هاي چندفازي معرفي مي گردد كه در بين آن ها، كنتور فراصوت همبستگي متقابل به دليل داشتن دقت بالا، اندازه گيري بدون وقفه، نصب آسان، هزينه پايين و همچنين قابليت نصب مهاري بر روي لوله، در حال تبديل شدن به گزينه نخست براي اندازه گيري جريان سيالات چندفازي مي باشد. كنتور فراصوت همبستگي متقابل، همانند ديگر دبي سنج هاي مطرح در صنعت، نياز به كاليبراسيون و تصحيح دبي در شرايط مختلف عملياتي دارد. لذا هدف از اين تحقيق، شبيه سازي كنتور فراصوت همبستگي متقابل و محاسبه ضريب تصحيح در شرايط عملياتي مختلف مي باشد. همچنين در اين پژوهش سعي شده است، مهم ترين پارامتر هاي عملياتي تاثيرگذار بر عملكرد كنتور معرفي شود و اثر هر يك بر عملكرد كنتور نيز مورد بررسي قرار بگيرد. اساسي ترين پارامترهاي تاثيرگذار بر عملكرد كنتور و ضريب تصحيح دبي طبق مطالعات و بررسي هاي صورت گرفته، فاصله بين دو سنسور، طول لوله مستقيم قبل از محل قرارگيري كنتور، فشار عملياتي سيستم، زبري سطح لوله، الگوي جريان و آرايش چيدمان سنسور بر روي لوله مي باشد. با شبيهسازي جريان دوفازي آب و هوا با الگوهاي لايه اي و حبابي درون لوله، در بازه رينولدز ۰/۰۷ تا ۰/۱۹ ميليون، با استخراج پارامترهاي انرژي جنبشي جريان مغشوش، نرخ تلفات انرژي جنبشي و سرعت محوري جريان در مقطع نصب سنسور به كمك شبيه سازي CFD و جايگذاري پارامترهاي مذكور در مدل كنتور ارائه شده در مقالات، دبي كنتور و ضريب تصحيح آن در شرايط مختلف عملياتي مذكور، محاسبه شده است. نتايج به دست آمده با حداكثر %2 خطا نسبت به داده¬هاي ارائه شده در مقالات، اعتبارسنجي شده است. ضريب تصحيح به دست آمده در بازه ۰/۸۶ تا ۰/۹ تغيير مي كند كه نشان دهنده دقت نسبي كنتور در اندازه گيري جريان مي باشد. با شبيه سازي CFD كنتور در شرايط عملياتي مختلف مشخص گرديد كه با افزايش رينولدز جريان، افزايش فاصله بين دو سنسور، كاهش طول لوله مستقيم قبل از كنتور، افزايش زبري سطح لوله و افزايش فشار، ضريب تصحيح افزايش مي يابد. همچنين مشخص گرديد كه ضريب تصحيح وابسته به الگوي جريان و آرايش چيدمان سنسور بر روي لوله مي¬باشد

193088

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي طراحي فرايند

دكتر سيد حسن هاشم آبادي