%46تخفیف

شبیه سازی جریان درون شیر کنترلی به کمک نرم افزار CFD

تعدا149 صفحه درword

كارشناسي ارشد رشته مکانیک

گرایش:

مهندسی مکانیک – تبدیل انرژی

عنوان:

شبیه سازی جریان درون شیر کنترلی به کمک نرم افزار CFD

یکی از مهمترین مؤلفه هاي سیستمهاي انتقال سیالات، شیرهاي کنترلی می باشند که در مسیرهاي مختلف خطوط لوله انتقال نفت و گاز و …. به چشم می خورد. در شيرهاي كنترلي مهمترين مسأله، خاصيت جريان به منظور دستيابي به رفتار مناسب شير، جهت كنترل دبي يا فشار جريان عبوري مي باشد. در اين پایان نامه يك شير كنترلي با خاصيت جريان مناسب به منظور كاهش لرزش و سروصدای شدید طراحي و مدلسازي و سپس شبیه سازی شده است. بدين منظور با استفاده از مدلسازي سيالاتي شير كنترلي، رفتار جريان در داخل شير بوسيله حل عددی در نرم افزار CFX شبيه سازي مي گردد تا به كمك نتايج تحليلي بتوان علاوه بر يك پروفيل داخلي مناسب براي شير كنترلي، آن را به گونه اي طراحي نمود كه از لحاظ دبي عبوري و خاصيت اعمال شده به شير پاسخگوي نياز مورد نظر باشد. و در حد امکان از ایجاد نویز و لرزش زیاد جلوگیری نمود. در اين پایان نامه پروفيل داخلي يك نمونه شير با خاصيت كنترلي مشخص، در نرم افزار Catia طراحي شده و سپس بوسيله نرم افزار CFX بررسي و تحليل شده است. جهت كنترل صحت نتايج مدلسازي، نتايج بدست آمده با اطلاعات ارايه شده در محل نصب آن روی یکی از خطوط لوله گاز ناحیه آغار مقايسه و بررسی می گردد. که نتایج حاصله از شبیه سازی جریان در چند حالت مختلف بررسی گردید و مشخص گردید که نتایج نرم افزار در Cage حداکثر 2% و براي پروفیل داخلي بدنه شير حداکثر 5% با نمونه اصلی تفاوت دارد. که قابليت كنترل دبي با توجه به الگوي مشخص شده را دارا مي باشد. همچنین جهت کاهش نویز نیز پس از بررسی ها مشخص گردید که صداي تولید شده در شیرهاي کنترلی ناشی از عبور سیال از گلوگاه، کاویتاسیون، فلشینگ و ارتعاشات خط لوله است. صداي هیدرودینامیکی با پدیده هایی مانند کاویتاسیون و فلشینگ تشدید می شود. که سطح فشار صدا بوسیله عوامل محیطی افزایش و یا کاهش می یابد. مهمترین عامل افزایش سطح صدا در محیط وجود سطوح سخت منعکس کننده صدا است که معمولاً هر سطح حدود 3 دسی بل سبب افزایش سطح فشار صدا می شود.

دسته: فنی و مهندسی, مهندسي مکانيک برچسب: شبیه سازی جریان درون شیر کنترلی به کمک نرم افزار CFD

توضیحات
نظرات (1)

فهرست مطالب

چکیده: 1

فصل اول (مقدمه) 2

1-۱- مقدمه 2

1-2- بیان مسئله 2

1-3- اهداف: 3

1-4- مدل مطالعه: 3

1-5- روش کار 3

1-5-1- طراحی و مدلسازی شیر کنترلی 4

1-5-2- مدلسازی سیالاتی شیر کنترلی 4

1-6- نتیجه گیری کلی 6

1-7- ساختار پایان نامه: 7

فصل دوم (پیشینه تحقیق) 8

2-1- مقدمه 8

2-2- پیشینه تحقیق: 10

3-2- انواع شيرهاي صنعتي و کاربرد آنها 12

3-2-1- شير دروازه اي (Gate Valve) 12

3-2-2- شير توپي Ball Valve) ) 13

2-2-3- شير مجرابند سماوري (Cock Valve) 14

2-2-4- شير ساچمه اي Globe Valve)) 15

2-2-5- شير يك طرفه (Check Valve) 16

2-2-6- شير پروانه اي Butter fly Valve)) 17

2-2-7- شير ايمني (Safety Valve) 18

2-2-8- شير كنترلی (Control Valve): 19

2-2-9- شير محدود كننده جريان (Chock Valve) 20

2-2-10- شیر سوزنی (Needle Valve) 20

2-2-11- شیر زاویه ای (Angle Valve) 20

2-3- نحوه انتخاب شيرها 21

2-4- مهمترین کاربرد شیرها: 21

2-4-1- قطع و وصل کردن جریان 21

2-4-2- تنظیم یا کنترل جریان 21

2-4-3- جلوگیری از برگشت جریان 22

2-4-4- کاهش دادن فشار یک سیستم 22

2-5- جریان عبوری از شیرها Flow Through Valves 23

2-5-1- ضریب مقاومت ζ 23

2-5-2- ضريب شير و مقدار جريان 28

2-5-3- رابطه متقابل بین ضرایب مقاومت و جریان 31

2-6- پديده كاويتاسيون در شيرها 31

فصل سوم (شیرهای کنترلی) 33

3-1- مقدمه 33

3-1-1- تعريف شير کنترل: 33

3-2- تاريخچه شير كنترل: 34

3-3- انتخاب شیرهای کنترل: 35

3-4- نحوه عملکرد شير کنترل 35

3-5- اصطلاحات فني(Terminology) شیر کنترل 36

3-6- انواع شيرهای کنترلی 38

3-6-1- از نظر نوع کنترل جریان : 38

3-6-2- از نظر مسیر 38

3-6-3- از نظر عملکرد 40

3-7- شيرهاي با محور چرخان(Rotary Shaft) 42

3-8- خطا ـ ايمن (Fail Safe) 43

3-9- مشخصات جريان عبوري براي شيرهاي کنترل 44

3-10- متعلقات شير کنترل 46

3-10-1- اکچويتورها يا محرک ها (Actuators) : 46

3-10-2- پوزيشنر در شير کنترل (Positioner) : 47

3-10-3- سوئيچ هاي محدودکننده(Limit Switches) : 49

3-10-4- شيرهاي سولونوئيد(Solenoid Valves) : 49

3-10-5- رله هاي معکوسAir Lock (Lock up Relay) : 49

3-10-6- مبدل ها(Transducers) 49

3-10-7- شيرهاي حبسی(Lock up Valves) 50

3-10-8- رله هاي تقویت کننده (بوستر)Booster Relays and Amplifier : 50

3-10-9- مخازن ظرفيت(Capacity Tanks) 50

3-10-10-چرخ دستي هاي قابل نصب ازبالا وپهلو (Hand Wheel Actuators): 50

3-10-11- رگولاتورهاي تغذيه فشار با فيلتر و تله رطوبت (Moisture Trap): 50

3-11- سايزينگ شيرهاي کنترل (Sizing) 51

3-12- کاویتاسیون (Cavitation) در شیرهای کنترل: 52

3-13- Flashing: 53

فصل چهارم (آشنایی بر روند انجام کار مدلسازی و شبیه سازی جریان با CFD) 55

4-1- مقدمه: 55

4-1-1- تاریخچه CFD: 55

4-1-2- ریاضیات CFD: 56

4-1-3- کاربردهای CFD: 58

4-1-4- روش شناسیCFD 59

4-2- آشنایی با نرم افزار ANSYS : 61

4-3- ساختار نرم افزار ANSYS CFX 62

4-3-1- محیط Geometry یا Design Modler : 62

4-3-2- محیط Meshing : 63

4-3-3- محیط Setup یاCFX-Pre : 63

4-3-4- محیط Solution یاCFX-Solver : 64

4-3-5- محیط Results یاCFD-Post : 64

4-4- نحوه گسسته سازی و حل معادلات جریان: 64

4-4-1- گسسته سازی عددی: 66

4-4-2- استراتژی حل: 69

4-4-3- حل معادله خطی 70

4-5- آشنایی با نرم افزار CATIA 71

4-6- خاصیت جریان شیر کنترلی 73

4-6-1- انتخاب صحیح خاصیت جریان 74

4-6-2- روش طراحی شیر کنترلی 74

4-7- طراحی شیر کنترلی با نرم افزار CAD 75

4-7-1- شیر کنترلی “8 موجود در منطقه آغار بعنوان نمونه: 75

4-7-2- شیر کنترلی “8 به عنوان مدل با مقیاس 1 به 10: 77

4-7-3- طراحی و مدلسازی شیر کنترلی “3 : 78

4-8- آشنایی با گاز طبیعی: 86

4-8-1- مشخصات گاز طبيعي : 86

4-8-2- انواع گاز طبيعي 86

فصل پنجم (مراحل شبیه سازی جریان درون شیرکنترلی با نرم افزار CFX) 87

5-1- مقدمه 87

5-1-1- مدل المان محدود: 87

5-1-2- شرایط مرزی 87

5-1-3- روشهای حل 88

5-2- مراحل انجام شبیه سازی: 89

5-2-1- شبیه سازی جریان درون Cage: 89

5-2-2- شبیه سازی جریان درون بدنه شیر کنترلی: 109

فصل ششم (جمع بندی و مقایسه نتایج تحلیل و ارائه راهکار) 122

6-1- مقدمه 122

6-2- جمع بندی و مقایسه نتایج تحلیلی از نرم افزار 122

6-2-1- اعتبارسنجی نتایج: ……………..122

6-3-بررسی نویز درشیرهاي کنترلی وروشهاي کاربردي جهت کاهش آن 124

6-3-1- استانداردهای نویز در شیر کنترل 124

6-3-2 معرفی روش بیان شدت صداي تولید شده 125

6-3-3- مراحل پیش بینی نویز 126

6-3-4 روشهاي کاهش صداي تولید شده در شیر 127

6-4- نتیجه گیری 132

6-5- پیشنهاد های ادامه پروژه 133

منابع 134

فهرست شکلها

شکل 2-1 شماتیک شیر 8

شکل 2-2- ساختمان یک شیر 9

شکل 2-3- شیر دروازه ای 12

شکل2-4 شیر توپی 13

شکل 2-5- شیر مجرابند سماوری 14

شکل 2-6 شیر ساچمه ای 15

شکل 2-7- شیر یکطرفه 16

شکل 2-8 شیر پروانه ای 17

شکل 2-9 شیر ایمنی درون چاهی (3SV) 18

شکل2-10 بدنه شیر کنترلی 19

شکل 3-1 شیر کنترلی 33

شکل 3-2 شماتیک برش خورده بدنه شیر کنترلی 34

شکل 3-3 شماتیک برش خورده شیر کنترلی 36

شکل 3-4 شير تک مسيره با عملکرد معکوس 39

شکل 3-6 شيرهاي دو مسيره (Double- Ported) 40

شکل 3-7 شير تک مسيره با پيستون Cage-trim 40

شکل 3-8 عملگر نوع مستقیم 41

شکل 3-9 عملگر نوع معکوس 41

شکل 3-10 شیر کنترلی نرمال باز 43

شکل 3-12 شماتیک Cage 45

شکل 3-13 نماي ساده شده پوزيشنر شير کنترل کارخانه فيشر 48

شکل 3-14 منحنی فشار در ناحیه Vena Contracta 52

شکل 3-15 خسارات ناشي از کاويتاسيون 53

شکل 3-16 منحنی فشار در هنگام Flashing 53

شکل 4-1 مراحل حل در نرم افزار CFX 64

شکل 4-2 گسسته سازی حوزه فیزیکی پیوسته سیال به چندین سلول محاسبات 66

شکل 4-3 نمایی از نرم افزار Catia 71

شکل 4-4 بدنه شیر کنترلی “8 75

شکل 4-5 Cage شیر کنترلی “8 76

شکل 4-6 مسیر عبور جریان در شیر کنترلی “8 بدون Cage 76

شکل4-7 Cage 8” شیر کنترلی با مقیاس1 به 10 77

شکل 4-8 Cage 3″ طراحی شده با نرم افزار Catia 78

شکل 4-9 طراحی بدنه شیر کنترلی 79

شکل 4-10 طراحی مسیر عبور جریان درون شیر کنترلی 79

شکل 4-11 طراحی بدنه شیر کنترلی 80

شکل 4-12 طراحی مسیر عبور جریان درون شیر کنترلی 80

شکل 4-13 مسیر عبور جریان درون شیر کنترلی 81

شکل 4-14 مسیر عبور جریان درون شیر کنترلی 81

شکل 4-15 طراحی بدنه شیر کنترلی 82

شکل 4-16 طراحی مسیر عبور جریان درون شیر کنترلی 82

شکل 4-17 مسیر عبور جریان درون شیر کنترلی 83

شکل 4-18مراحل باز بودن 10 درصدی جریان درون Cage 84

شکل 4-19 مسیر عبور جریان در شیر کنترلی در حالت کامل و 29% 85

شکل 5-1 مراحل شبیه سازی جریان درون Cage در حالت بازشدگی 10% 90

شکل 5-2 مراحل شبیه سازی جریان درون Cage در حالت بازشدگی 20% 91

شکل 5-3 مراحل شبیه سازی جریان درون Cage در حالت بازشدگی 40% 92

شکل 5-4 مراحل شبیه سازی جریان درون Cage در حالت بازشدگی 50% 93

شکل 5-5 مراحل شبیه سازی جریان درون Cage در حالت بازشدگی 70% 94

شکل 5-6 مراحل شبیه سازی جریان درون Cage در حالت بازشدگی 80% 95

شکل 5-7 مراحل شبیه سازی جریان درون Cage در حالت بازشدگی 90% 96

شکل 5-8 مراحل شبیه سازی جریان درون Cage در حالت بازشدگی 29% 97

شکل 5-9 مراحل شبیه سازی جریان درون Cage در حالت بازشدگی 29% 98

شکل 5-10 مراحل شبیه سازی جریان درون Cage در حالت بازشدگی 29% 99

شکل 5-11 مراحل شبیه سازی جریان درون Cage در حالت بازشدگی 29% 100

شکل 5-12 مراحل شبیه سازی جریان درون Cage در حالت بازشدگی 29% 101

شکل 5-14 مراحل ایجاد شبکه محاسباتی جریان درون Cage در حالت بازشدگی کامل 102

شکل 5-15 مراحل شبیه سازی جریان آب درون Cage در حالت بازشدگی کامل 103

شکل 5-16 مراحل ایجاد شبکه محاسباتی جریان درون Cage در حالت بازشدگی کامل 104

شکل 5-17 مراحل شبیه سازی جریان درون Cage در حالت بازشدگی کامل 105

شکل 5-18 مراحل شبیه سازی جریان درون Cage در حالت بازشدگی کامل 106

شکل 5-19 مراحل شبیه سازی جریان درون Cage در حالت بازشدگی کامل 107

شکل 5-20 نمودار باقیمانده ها پس از انجام هر مرحله حل معادلات 108

شکل5-21 مراحل شبیه سازی مسیر عبور جریان با باز بودن %29 در حالت مش درشت 110

شکل 5-22 بردارهای سرعت جریان درون شیر کنترلی با باز بودن 29% در حالت مش درشت 111

شکل5-23 مراحل شبیه سازی مسیر عبور جریان با باز بودن %29 در حالت مش ریز 112

شکل 5-24 بردارهای سرعت جریان درون شیر کنترلی با باز بودن 29% در حالت مش ریز 113

شکل 5-25 ایجاد شبکه محاسباتی جریان درون بدنه در حالت بازشدگی کامل 114

شکل 5-26 شبیه سازی جریان درون شیر کنترلی در حالت باز بودن کامل 115

شکل 5-27 بردارهای سرعت جریان درون شیر کنترلی در حالت باز بودن کامل 116

شکل 5-28 شبیه سازی جریان درون شیر کنترلی در حالت کاملا باز 118

شکل 5-29 بردارهای سرعت جریان درون شیر کنترلی در حالت باز بودن کامل 119

شکل 5-30 شبیه سازی جریان درون شیر کنترلی در حالت کاملاً باز 120

شکل 5-31 بردارهای سرعت جریان درون شیر کنترلی در حالت باز بودن کامل 121

شکل 6-1 انتشار صداي پایین دست جریان ناشی از اغتشاش ایجاد شده توسط شیر 125

شکل 6-2 قفس تریم ضد صداي آیرودینامیکی 127

شکل 6-3 تریم چند مرحله اي (سمت راست) و تریم تک مرحله اي (سمت چپ) 128

شکل 6-4 تریم یک مرحله اي 128

شکل 6-6 نماي برش خورده یک شیر با تریم آئرودینامیکی 129

شکل 6-8 نمونه از تریم با مسیر پیچ دار افقی 129

شکل 6-10 روشهاي چندگانه کاهنده صدا در مسیر نویز 131

شکل 6-11 قرار گرفتن یک دیفیوزر در جریان پایین دست یک شیر 132

فهرست نمودارها

نمودار 2-1- اثر تقریبی باز بودن جزئی شیرهای ساچمه ای روی ضریب مقاومت 25

نمودار 2-2- اثر تقریبی باز بودن جزئی شیرهای دروازه ای روی ضریب مقاومت 25

نمودار 2-3 اثر تقریبی باز بودن جزئی شیرهای دیافراگمی روی ضریب مقاومت 26

نمودار 2-4- اثر تقریبی باز بودن جزئی شیرهای پروانه ای روی ضریب مقاومت 26

نمودار 2-5- ضریب مقاومت گیت شیرهای کاملاً باز با جریانی عبوری همگرا/واگرا و Eye Piece بین seatها. 27

نمودار 2-6 ضريب کاويتاسيون برای شيرهای مختلف 32

نمودار 3-1 نمودار خاصیت جریان در شیرهای کنترلی 44

نمودار 6-1 منحنی عملکرد شیر طراحی شده و شیر اصلی 123

فهرست جداول

جدول 2-2 تبدیل ضریب جریان 28

جدول 2-3 مقدار عدد جريان برحسب سايز شير و نوع آن 30

1 دیدگاه برای شبیه سازی جریان درون شیر کنترلی به کمک نرم افزار CFD

امتیاز 5 از 5

Soila – مهر 29, 1402

Hello, i think that i saw you visited my website thus i came to “return the
favor”.I am trying to find things to improve my website!I suppose its ok to use
a few of your ideas!!

Here is my webpage: colchicine in Europa kaufen

دیدگاه خود را بنویسید

امتیاز 5.00 از 5 از 1 دیدگاه

امتیازدهی 5.00 از 5 در 1 امتیازدهی مشتری

(دیدگاه 1 کاربر)

21,000 تومان

تاریخ ایجاد اسفند 5, 1399
تاریخ بروزرسانی مهر 29, 1402
فروش 1
دیدگاه 1

شرایط استفاده از محصول

تمام محصولات به ازای پرداخت پروژه تنها قابل استفاده می باشند. این بدین معنی است که برای استفاده از یک یا چند محصول ، لازم به خرید آن محصول است.

مزایای خرید این محصول:

دسترسی به فایل به صورت همیشگی
پشتیبانی رایگان
پشتیبانی 24 ساعته محصول
بازگشت وجه در صورت عدم رضایت مشتری

مشاهده قوانین سایت