پایان نامه ارشد مکانیک : حل معادلات حاکم و تحليل ميزان تأثير گراديان شعاعي دما در سطح مقطع خطوط لوله

متن کامل پایان نامه مقطع ارشد مکانیک 

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

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 شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

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

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

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 است.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 استفاده شده است.بطوريکه در ابتدا ضمن مدل سازي شرايط فلوميتر به صورت لوله مستقيم با جريان توسعه يافته آرام دما و سرعت، ضمن لحاظ نمودن تاثير پروفيل دما بر روي خواص فيزيکي سيال، حل Fluent صورت پذيرفته با نتايج حل تحليلي مقايسه گرديده است.سپس با استفاده 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 شود.لذا ميزان افزايش خطا در اثر افزايش گراديان شعاعي دما در اين حالت قابل محاسبه خواهد شد.

مقدمه

حواس آدمي شامل حس‌هاي بينايي، بويايي، شنوايي، چشايي و لامسه نقش 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 است که وال ها و دلفين ها در زير آب از امواج مافوق صوت براي رديابي مسير و رسيدن به هدف و برقراري ارتباط استفاده 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 شود که اين منجر به استفاده از امواج با فرکانس هاي بالاتر از صوت شد و زمينه را براي اولين بار کار آقاي لنجوين[1] که پدر امواج التراسونيک شناخته مي شود، فراهم کرد. اين کار تحقيقاتي در خلال جنگ جهاني اول با همکاري مشترک کشورهاي انگلستان و فرانسه براي رديابي زيردريايي ها انجام شد. فعاليت هاي آزمايشگاهي اين پروژه و تست هاي آن توسط آقاي لنجوين انجام شد. او بعدها تست‌هايي با محدوده رديابي بالا در حدود 2 کيلومتر انجام داد. با استفاده از کريستال کوارتز براي ساخت ترانسديوسر محدوده رديابي تا 6 کيلومتر هم توسعه داده شد. 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 شد.

استفاده 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 است 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 است.

بديهي است ساده سازي هاي انجام شده در رابطه 1 تنها براي تخمين کلي جريان مفيد است. 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 شود. تغيير دما سبب تغيير ويسکوزيته سيال مي شود و به نوبه خود سبب تغيير پروفيل سرعت از پروفيل سرعت سهمي هاگن-پوازيه مي شود. به همين دليل در اين کار براي در نظر گرفتن تأثير تغيير ويسکوزيته سيال با دما بر ميدان جريان از شبيه سازي عددي استفاده مي شود. البته مي توان براي ارزيابي جواب ها در نمونه مسأله اي از تأثير گراديان دما بر ويسکوزيته صرف نظر کرد و پاسخ هاي حل عددي را صحه گذاري کرد.

با توجه به اين مقدمه پيشنهاد مي شود در کار حاضر ميدان جريان و دما در شرايط زير بررسي گردد.

کار مشابهي که به اين روش انجام شده است در مرجع [2] آمده است. 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 است. شبيه سازي عددي دبي‌سنجي التراسونيک مي‌تواند در فرآيندي دو مرحله‌اي انجام شود.

1- شبيه سازي ميدان جريان درون دبي سنج با استفاده 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 وجود دارد. انواع قوانيين فيزيکي مربوط به حرکت سيال در کانال براي اندازه گيري دبي سيال استفاده شده است. 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 کرد، دقيق ترين روش با استفاده 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 استفاده مي شوند.

بسياري طراحي هاي جايگزين دبي سنج، کميتي را که کاملاً وابسته به حرکت سيال در لوله است را اندازه نمي گيرند. اغلب تنها نمونه اي از ميدان جريان کامل با فرض اينکه اين بخش کاملاً بيان گر حرکت متوسط است اندازه گيري مي شود. از اين رو عملکرد دقيق در آزمايشگاه در خلال کاليبره کردن مي تواند به طور 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 استفاده از هندسه ساده را بدون استفاده 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 از جمله 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 توجه به حضور شيرهاي نيمه بسته و يا خم هايي در بالادست جريان ضروري است. 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 است. رابطه بين اين تغييرات در عملکرد دبي سنج و پروفيل دبي ورود پيچيده است و بسيار کم شناخته شده است زيرا برهم کنش اساسي بين جريان و امواج فراصوت در لوله وجود دارد.

تعداد صفحه :94

قیمت :  تومان14700

***

—-

:       

****         info@elmyar.net

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :

 
 

مطالب مشابه را هم ببینید

 

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید

2 پاسخ

ارسال یک پاسخ

می خواهید در گفتگو ها شرکت کنید؟
Feel free to contribute!

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *