بررسی عددی سه بعدی مدل¬های مختلف جریان مغشوش عبوری از یک اریفیس مدور و مقایسه آن با نتایج تجربی

چکیده مقاله

با توجه به اینکه یکی از کاربردهای اصلی اریفیس¬ها استفاده آنها در اندازه¬گیری دبی سیال درون لوله¬ها می¬باشد، انتخاب مدل مناسب جریان مغشوش دارای اهمیت زیادی در دقت اندازه¬گیری مقدار دبی سیال توسط آنها می¬باشد. در این تحقیق به بررسی عددی جریان دائم آب عبوری از یک اریفیس مدور درون لوله با استفاده از مدل¬های مختلف جریان مغشوش پرداخته می¬شود. بدین منظور اریفیس درون لوله توسط نرم¬افزار Ansys CFX 15 به صورت سه¬بعدی مدلسازی شده و مدل¬های مختلف جریان مغشوش مانند استاندارد، ، و بر روی آن اعمال می¬شود. سپس توزیع سرعت بی¬بعد در مرکز لوله و توزیع فشار استاتیک بی¬بعد بر روی دیواره برای مدل¬های اغتشاشی مختلف با یکدیگر مقایسه می¬شوند. در نهایت این نتایج با نتایج تجربی و نتایج عددی معتبر محققین دیگر مقایسه ¬شده است. تحلیل عددی میدان جریان مشخص نموده است که مدل جریان مغشوش استاندارد دارای تطابق بسیار خوبی با نتایج تجربی است. همچنین کار حاضر در مقایسه با نتایج عددی معتبر سایر محققین دارای بهترین تطابق با نتایج تجربی است. در این مدل سرعت بیشینه در فاصله¬ای حدود قطر دهانه اریفیس و در پایین دست آن اتفاق می¬افتد و در این مقطع، سرعت جریان آب به بیش از چهار برابر سرعت جریان آب ورودی به لوله می¬رسد. همچنین گردابه¬های پشت اریفیس تقریباً تا اندازه¬ای معادل دو برابر قطر لوله کشیده می¬شوند و مرکز این گردابه¬ها تقریباً در فاصله¬ای معادل یک و نیم برابر قطر دهانه اریفیس می¬باشد.