عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی تاثیر پارامتر های هندسی بر عملکرد کریستال پیزو به منظور ساخت ، بهینه سازی و کالیبراسیون جریان سنج فرا صوت
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3303;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76036;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3303;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76036
- تاریخ دفاع
- ۱۶ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- امین قشونی
- استاد راهنما
- علیرضا آرائی, سیدموسی آیتی
- چکیده
- امروزه دبی‌سنجی سیالات در لوله‌ها یا کانال‌های باز یکی از نیاز های ضروری صنایع به‌خصوص آب و فاضلاب، نفت و پتروشیمی است. دقت این اندازه گیری تأثیر به سزایی در بهبود عملکرد صنایع و برنامه‌ریزی‌های مدیریتی دارد. یکی از روش‌های نوین دبی سنجی، استفاده از امواج فراصوتی است. کاربردهای امواج فراصوتی در زمینه دبی‌سنجی، رو به گسترش و بهبود دقت آن مورد پژوهش است. در این روش به دلیل اندازه‌گیری غیر تماسی و عدم وجود قطعات متحرک، شاهد اتلاف فشاری که در روش‌های اندازه‌گیری تماسی وجود دارد، نخواهیم بود. با این وجود، به دلیل پیچیدگی این روش، عواملی از جمله، شکل و ضخامت کریستال، فرکانس و ولتاژ تحریک، ضخامت و جنس لوله، و همچنین تجهیزات الکترونیکی، در دقت اندازه‌گیری اثرگذار هستند. در این پژوهش با بررسی عوامل مؤثر بر دبی‌سنجی فراصوتی و شبیه‌سازی در نرم‌افزار کامسول، این عوامل تحلیل‌شده‌اند و شرایط مطلوب هر یک از عوامل بیان‌شده است. با توجه به اینکه اساس عملکرد این روش دبی‌سنجی بر اساس سرعت انتشار صوت در سیال و یا گاز هست، عوامل اثرگذار بر دقت، همان عواملی می‌باشند که بر سرعت صوت اثرگذار هستند. نتایج شبیه‌سازی‌ها و آزمون‌های تجربی نقطه بهینه برای هر یک از عوامل مؤثر و یا وابستگی عوامل به شرایط خاص را بیان می‌کنند. در نتایج شبیه سازی ها، رابطه ای خطی بین ولتاژ اعمالی با ولتاژ دریافتی وجود دارد که نتایج آزمون تجربی نیز صحت این موضوع را تایید می کند. افزایش ولتاژ و کاهش ضخامت موجب افزایش ولتاژ دریافتی می شود ولی از نظر فیزیک ماده محدودیت در افزایش ولتاژ اعمالی وجود دارد. کریستال دایروی در حدود 18 درصد دامنه ولتاژ دریافتی بیشتر است همچنین زاویه بهینه قرارگیری کریستال 33 درجه محاسبه شد. واژه‌های کلیدی: دبی‌سنجی سیال، امواج فراصوت، پیزوالکتریک، شبیه‌سازی کامسول
- Abstract
- Nowadays measurement of flow in pipes or in open channels is an essential requirement especially in wastewater, oil and petrochemical industries. Accuracy of this measurement has an important effect on performance improvements of industries and management planings.one of the modern flowmetery methods is flowmetery with ultrasonic waves that application of that in flowmetery filed is growing and improvement of its accuracy is studying. In this method due to contactless measurement and no moving parts, unlike to contact measurement, there is no pressure difference. However because of the complexity of this method, some factors such as shape and thickness of crystal, frequency and excitation voltage, thickness and material of pipe and also electronic devices are effective in the measurement. In the present study, effective factors on ultrasonic flowmetery and simulation in Comsol software were evaluated and desirable conditions of each one were discussed. Due to that the operation basis of this method is on spread of sound in liquid and or gas media, effective factors on accuracy are the same factors that effect on speed of sound. Simulations and experimental tests results represent optimized point for each effective factor and their dependence on special condition. Keywords: Ultrasonic, Flow meter, Optimization, Simulations, Comsol
