پيش بيني پديده كاويتاسيون در جريان سنج توربيني با استفاده از شبيه سازي CFD

مطالعات متعددی بر روی جریان سنج توربینی انجام شده است و این مطالعات نشان میدهد كه وجود پدیده كاویتاسیون نه تنها باعث خوردگی در جریان سنج میشود، بلكه دقت اندازه گیری آن را نیز پایین می آورد. در این مقاله هدف شبیه سازی جریان سنج توربینی و بررسی وجود پدیده كاویتاسیون در دماهای مختلف با استفاده از شبیه سازی CFD میباشد. معادلات پیوستگی و مومنتوم به همراه شرایط مرزی مناسب به صورت عددی و با استفاده از روش حجم محدود در شرایط پایا حل شده اند. وابستگی میدان سرعت و فشار از طریق الگوریتم سیمپل برقرار می گردد. برای شبیه سازی اغتشاش جریان از مدل RNG k-ε و برای انفصال سازی ترم های جابجایی از روش اختلاف بالادست درجه دوم استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان میدهد كه با افزایش دما احتمال پدیده كاویتاسیون در داخل سیال افزایش می یابد، كه میتوان با كاهش دمای سیال یا افزایش فشار ورودی نفت خام به میتر از این پدیده جلوگیری كرد.

Many studies have been done for simulation of turbine meters in order to take account of cavitation phenomenon. Not only can this phenomenon result in corrosion on the blades of flow meter, but can cause the accuracy of flow meter to reduce, as well. In this investigation, CFD simulation of turbine flow meter has been performed for consideration of the effects of cavitation phenomenon on accuracy of flow meter. Continuity and momentum equations have been solved in steady three dimensional frames. Furthermore, the RNG k-epsilon models are implemented for considering the turbulence flow through the meter. The simulations have been done for three different types of crude oil. Additionally, saturated pressure for each type of oil is computed according to their components. Rotational speed of the turbine has been computed with regard to force balance of flow on turbine blades. The pressure contours illustrate, the temperature enhancement can increase the probability of cavitation through the computational domain. The results also show that with lower operating temperature this probability reduces. In addition, obtaining results show that with the higher inlet pressure of crude oil the cavitation creation probability can be diminished.