بررسی عددی سه بعدی جریان سیال عبوری از یک دبی سنج اریفیسی مدور با مدل‌های مختلف جریان مغشوش

Abstract

اریفیس‌ها از پرکاربردترین دبی‌سنج­ها برای اندازه‌گیری دبی جریان سیالات داخل لوله‌ها در صنایع می‌باشند. برای شبیه­سازی جریان داخل لوله همراه با دبی‌سنج اریفیسی، بکارگیری مدل اغتشاشی مناسب اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق بررسی عددی جریان دائم آب عبوری از یک اریفیس مدور با استفاده از مدل‌های مختلف جریان مغشوش انجام می­شود. بدین منظور ابتدا اریفیس درون لوله توسط نرم‌افزار ANSYS CFX 15 به صورت سه‌بعدی مدلسازی شده و مدل‌های مختلف جریان مغشوش مانند مدل­های اغتشاشی k-ε استاندارد، BSL، SST و BSL RSM اعمال شده است. با مقایسه نتایج حاضر با نتایج معتبر سایر محققین، می‌توان دریافت مدل جریان مغشوش k-ε استاندارد دارای بهترین تطابق با نتایج تجربی است. همچنین ضریب تخلیه این اریفیس با استفاده از این مدل با استانداردهای معتبر ISO 5167 و ASME مقایسه شده است که میزان خطای آن در حدود پنج درصد است. در این مدل سرعت بیشینه در فاصله‌ای حدود قطر دهانه اریفیس و در پایین دست آن اتفاق می‌افتد و در این مقطع، سرعت جریان آب به بیش از چهار برابر سرعت جریان آب ورودی به لوله می‌رسد.