انجمن تخصصی مهندسین مکانیک

چکیده

   هدف
   از این پروژه تحقیق در خصوص تاثیر گرادیان شعاعی دما بر ایجاد خطا در
   فلومیترهای التراسونیک با تکنولوژی گذر زمان می باشد.این پروژه منحصرا به
   سیال تراکم ناپذیر و با رژیم جریان متقارن آرام در خطوط لوله انتقال نفت و
   گاز پرداخته است.این حالت معمولا با فاصله حدودی ۱۰۰D از خروجی شیرهای فشار
   شکن انشعاب خطوط تغذیه شهری از مسیرهای IGAT اتفاق می افتد که به دلیل افت
   فشار و کاهش سرعت در طی دو مرحله دمای سیال کاهش یافته و اختلاف دمایی
   مابین گاز و محیط افزایش می یابد.
   برای
   شبیه سازی موضوع فوق از سیال متان جهت مدل سازی عددی استفاده شده
   است.بطوریکه در ابتدا ضمن مدل سازی شرایط فلومیتر به صورت لوله مستقیم با
   جریان توسعه یافته آرام دما و سرعت، ضمن لحاظ نمودن تاثیر پروفیل دما بر
   روی خواص فیزیکی سیال، حل Fluent صورت پذیرفته با نتایج حل تحلیلی مقایسه
   گردیده است.سپس با استفاده از هندسه مساله و معادله پیشروی صوت در
   فضا،فرمول تحلیلی لازم جهت محاسبه زمان رفت و برگشت مابین ترانسدیسرها بدست
   آمده و این زمانها در فرمول تجاری موجود در پردازشگر فلو میتر جایگذاری می
   شود.لذا میزان افزایش خطا در اثر افزایش گرادیان شعاعی دما در این حالت
   قابل محاسبه خواهد شد.

مقدمه

حواس
آدمی شامل حس‌های بینایی، بویایی، شنوایی، چشایی و لامسه نقش تعیین کننده
ای در زندگی او دارند. از بین این حس‌ها بینایی و شنوایی در فواصل دور نیز
کار می کنند ولی سه حس دیگر این قابلیت را ندارند. اما در زیر آب شرایط فرق
می کند، اجسام در فواصل دور زیر آب قابل دیدن نیستند ولی امواج در زیر آب
قابل شنیدن هستند و در فواصل دور منتقل می شوند. تحقیقات نشان داده است که
وال ها و دلفین ها در زیر آب از امواج مافوق صوت برای ردیابی مسیر و رسیدن
به هدف و برقراری ارتباط استفاده می کنند.

امواج
التراسونیک برای اولین بار در هنگام جنگ جهانی اول در ساخت ترانسدیوسرهای
زیرآبی به کار رفت. در سال ۱۹۱۲ پس از برخورد کشتی تایتانیک با کوه یخ و
غرق شدن آن تحقیقات به سرعت به این نتیجه رسید که در فرکانس های بالا
رزولوشن ردیابی کوه یخ بیشتر می شود که این منجر به استفاده از امواج با
فرکانس های بالاتر از صوت شد و زمینه را برای اولین بار کار آقای لنجوین.
که پدر امواج التراسونیک شناخته می شود، فراهم کرد. این کار تحقیقاتی در
خلال جنگ جهانی اول با همکاری مشترک کشورهای انگلستان و فرانسه برای ردیابی
زیردریایی ها انجام شد. فعالیت های آزمایشگاهی این پروژه و تست های
آن توسط آقای لنجوین انجام شد. او بعدها تست‌هایی با محدوده ردیابی بالا در
حدود ۲ کیلومتر انجام داد. با استفاده از کریستال کوارتز برای ساخت
ترانسدیوسر محدوده ردیابی تا ۶ کیلومتر هم توسعه داده شد. پس از این اختراع
پیشرفت‌های حاصل شده در زمینه التراسونیک محدود به زیردریایی ها نشد و به
سرعت چندین و چند کاربرد صنعتی و تجاری التراسونیک ابداع شد.

استفاده
از روش زمان عبور التراسونیک برای دبی سنجی بر اساس اختلاف سرعت صوت در
راستای جریان و خلاف جهت جریان می باشد. این روش سرعت متوسطی برای طول مسیر
صوتی معین می دهد. برای تبدیل این سرعت مسیر به سرعت متوسط جریان در تمام
سطح مقطع جریان، لازم است تا شناختی مناسب از پروفیل سرعت جریان وجود داشته
باشد. هدف این پروژه به بررسی تأثیر گرادیان شعاعی دما بر مقدار سرعت به
دست آمده به کمک این روش است.

اصول کلی این روش در شکل ۱ دیده می شود. دو ترانسدیوسر.
التراسونیک که به صورت نقطه ای در نقاط A و B تصور می شوند، پالس های صوتی
کوتاه به صورت مایل و با زاویه α نسبت به محور لوله ارسال و دریافت می
کنند. سیگنال بالارونده. از B به A تأخیر دارد در حالی که سیگنال پایین رونده.. از A به B با سیال رونده سرعت می‌گیرد. زمان عبور سیگنال بالارونده و زمان عبور سیگنال پایین رونده اندازه گیری می شود.

اگر
جریان به صورت محوری یکنواخت باشد و سرعت صوت در سیال ثابت باشد که مستلزم
ثابت بودن میدان دماست، سرعت می تواند به کمک رابطه زیر به دست آید.

پایه های روش اندازه گیری دبی سنج زمان عبور التراسونیک

بدیهی
است ساده سازی های انجام شده در رابطه ۱ تنها برای تخمین کلی جریان مفید
است. در جریان آرام عملاً در نظر گرفتن پروفیل سرعت یکنواخت خطای زیادی
ایجاد می کند. از سوی دیگر در کار حاضر بررسی میدان دما مسأله اصلی می باشد
که باید در تخمین زمان عبور سیگنال در نظر گرفته شود. تغییر دما سبب تغییر
ویسکوزیته سیال می شود و به نوبه خود سبب تغییر پروفیل سرعت از پروفیل
سرعت سهمی هاگن-پوازیه می شود. به همین دلیل در این کار برای در نظر گرفتن
تأثیر تغییر ویسکوزیته سیال با دما بر میدان جریان از شبیه سازی عددی
استفاده می شود. البته می توان برای ارزیابی جواب ها در نمونه مسأله ای از
تأثیر گرادیان دما بر ویسکوزیته صرف نظر کرد و پاسخ های حل عددی را صحه
گذاری کرد.

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

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

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

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

موجود است

تعداد صفحه :۱۱۴
قیمت : ۴۸۰۰ تومان
4800 تومان خريد

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود به شما نشان داده می شود
و به ایمیل شما ارسال می شود.