Розробка CFD моделі турбінного витратоміра газу

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorГришанова, Ірина Аркадіївна
dc.contributor.authorКоробко, Іван Васильович
dc.date.accessioned2021-04-23T11:40:40Z
dc.date.available2021-04-23T11:40:40Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenThe current state of research of gas turbine meters demonstrates that applying only theoretical approach is insufficient to implement the process of selecting of their optimal parameters, as it is largely based on the use of empirical coefficients. Now more and more computational hydrodynamics or CFD technologies are being implemented, because they allow to look inside the process of flow interaction with the sensitive element of the instrument, and thus take into account and compensate for the shortcomings of the previously applied classical theory. This article describes the creation of a CFD model of a turbine gas flow meter, which makes it possible to reproduce the operation of its primary transducer during rotation and take into account the peculiarities of the interaction of the incoming flow of the measuring medium with the turbine. The methodology of creating a model of a turbine flowmeter based on a 3D mesh with moving and stationary parts in ANSYS CFX is presented. The methodology consists of five main stages, which can be supplemented, if necessary, by parameterization research to optimize the design parameters of the flow sensor. The developed model allows to build the calibration curve of the turbine flowmeter, changing the flow rate and physical properties of the measured substance, as well as to reach the stationary speed of the turbine. The work began with a steady state model to provide an acceptable initial level as a condition for further modeling. These results can then be introduced into the transient state model. During the simulation, the characteristic of torque change on the turbine wheel in the flow range was evaluated, streamlines and velocity vectors in the computational domain were obtained. The results of this model may be useful for future design of gas turbine meters.uk
dc.description.abstractruСовременное состояние исследований турбинных расходомеров газа показывает, что для реализации процесса выбора их оптимальных параметров применение лишь теоретического подхода является недостаточным, поскольку он во многом базируется на использовании эмпирических коэффициентов. Сейчас все более внедряют технологии вычислительной гидродинамики или CFD технологии, потому что именно они позволяют заглянуть внутрь процесса взаимодействия потока с чувствительным элементом, а значит учесть и компенсировать недостатки использованной ранее классической теории. В этой статье описывается создание CFD модели турбинного расходомера газа, которая дает возможность воспроизвести работу его первичного преобразователя в процессе вращения и учесть особенности взаимодействия набегающего потока измеряемой среды с турбинкой. Приведена методология создания модели турбинного расходомера на базе 3D сетки с подвижной и стационарной частями в ANSYS CFX, которая далее может использоваться для оптимизации конструктивных параметров первичного измерительного преобразователя.uk
dc.description.abstractukСучасний стан досліджень турбінних витратомірів газу показує, що для реалізації процесу вибору їхніх оптимальних параметрів застосування лише теоретичного підходу є недостатнім, оскільки він багато в чому базується на емпіричному підході. Нині для детального аналізу і прийняття рішень при розгляді задач створення ефективних засобів вимірювання витрати і кількості рідинно- і газофазних середовищ все більше імплементують технології обчислювальної гідрогазодинаміки або CFD технології, тому що саме вони дозволяють проникнути всередину процесу взаємодії потоку із чутливими елементами приладу, а отже врахувати і компенсувати недоліки застосовуваної раніше класичної теорії. Дана стаття направлена на створення CFD моделі турбінного витратоміра газу, яка дає можливість відтворити роботу його первинного перетворювача в процесі обертання і врахувати особливості взаємодії плинного потоку вимірюваного середовища з турбінним чутливим елементом. Наведено методологію створення моделі турбінного витратоміра на базі 3D сітки з рухомою і стаціонарною частинами у програмному комплексі ANSYS CFX. Методологія складається з п’яти основних етапів, які за потреби можна доповнити параметризаційним дослідженням для оптимізації параметрів конструкції первинного вимірювального перетворювача. Розроблена модель дає змогу побудувати калібрувальну характеристику турбінного витратоміра, змінюючи швидкість потоку (витрату) і фізичні властивості вимірюваного середовища, а також вийти на стаціонарну швидкість обертання турбінки. Робота розпочалася з моделі стаціонарного стану, щоб забезпечити прийнятний початковий рівень, як умову подальшого моделювання. Ці результати далі можуть бути введені в модель перехідного стану. В ході моделювання було оцінено характеристику зміни рушійного моменту на колесі турбіни в діапазоні витрат, отримано лінії течії і вектори швидкостей в обчислювальному домені. Запропонована модель може виявитися корисною при створенні сучасних конструкцій турбінних витратомірів газу.uk
dc.format.pagerangeС. 27-32uk
dc.identifier.citationГришанова, І. А. Розробка CFD моделі турбінного витратоміра газу / Гришанова І. А., Коробко І. В. // Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць. – 2020. – Вип. 60(2). – С. 27–32. – Бібліогр.: 10 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1970.60(2).2020.221413
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/40762
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofВісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць, 2020, Вип. 60(2)uk
dc.subjectтурбінний витратомірuk
dc.subjectCFDuk
dc.subjectкалібрувальна криваuk
dc.subjectANSYS CFXuk
dc.subjectвимірювальний перетворювач витратиuk
dc.subjectturbine flow meteruk
dc.subjectcalibration curveuk
dc.subjectflow sensoruk
dc.subjectтурбинный расходомерuk
dc.subjectкалибровочная криваяuk
dc.subjectизмерительный преобразователь расходаuk
dc.subject.udc681.121uk
dc.titleРозробка CFD моделі турбінного витратоміра газуuk
dc.title.alternativeDevelopment of CFD model of turbine gas meteruk
dc.title.alternativeРазработка CFD модели турбинного расходомера газаuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPI-SPr_2020-60_p27-32.pdf
Розмір:
413.12 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 60(2)