توسعه مدلی جدید با استفاده از شبیه سازی CFD برای پیش بینی عملکرد کنتور توربینی گاز

پژوهش حاضر، توسعه مدلی عددی برای پیش بینی عملکرد کنتور توربینی گاز با استفاده از معادله حرکت بر پایه تئوری تعادل گشتاور است. در این مدل با استفاده از دیدگاه قاب چرخان چندتایی و مدل اغتشاشی Standard k-ε شبیه سازی در حالت پایا بر روی یک کنتور توربینی گاز ۲اینچ با ظرفیت ۶۵G و کلاس ۱۵۰ ساخت شرکت ومتک به وسیله نرم افزار فلوئنت انجام شد. جهت مدل کردن معادله تعادل گشتاور و محاسبه سرعت زاویه ای روتور، کد UDF مناسب ایجاد و به نرم افزار اضافه شد. برای ارزیابی دقت مدل، نتایج شبیه سازی با داده های تجربی به دست آمده از سازنده کنتور مورد مقایسه قرار گرفت که اختلاف نتایج شبیه سازی و داده های تجربی حدود ۰/۱۶% بود که نشان از اعتبار مدل ارایه شده در شبیه سازی عملکرد کنتور توربینی گاز است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی بیانگر عدم تقارن توزیع سرعت برای دبی های بیش از Qmax ۰/۴ در پایین دست کنتور بود و برای اینکه این پدیده تاثیر منفی بر اندازه گیری جریان نداشته باشد، طول مناسب برای توسعه یافتگی جریان برای پایین دست کنتور با استفاده از شبیه سازی انجام شده حداقل ۱۰ برابر قطر لوله پیشنهاد شد. بنابراین می توان با استفاده از مدل ارایه شده هزینه های سنگین طراحی و بهینه سازی کنتور توربینی را کاهش داد.

کلیدواژه ها:

Gas Turbine Flowmeter ، Torque Balance Theory ، CFD Simulation ، Multiple Reference Frame (MRF) Model ، کنتور توربینی گاز ، تئوری تعادل گشتاور ، شبیه سازی CFD ، دیدگاه قاب چرخان چندتایی (MRF)