Çift kademeli doğalgaz basınç regülatörünün hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile sayısal analizi

Abstract

Basınç düşürücü belirli bir standardı karşılamak amacıyla makinelerin hareketini ya da sıvı veya gazların akışını kontrol eden mekanik cihazlardır. Doğalgaz dağıtım hatlarından verilen gazın son kullanıcının kullanabileceği basınç aralığına getiren ve beklenmeyen bir durumda gaz kulanım sistemlerine ve çevreye zarar vermeden gazı kesebilen servis basınç düşürücüler 4-6 bar arasında gelen doğal gaz basıncını genellikle 21 mbar çıkış basıncına düşürürler. Yapılan bu çalışmada çift kademeli olarak basınç düşürme işlemini gerçekleştiren bir doğalgaz basınç düşürücü tasarlanarak, basınç düşürücü içerisindeki akış karakteristikleri sonlu hacimler tekniğine dayalı çözüm yapan Ansys Fluent programında sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal çalışmadan elde edilen sonuçlara göre basınç düşürücü içerisindeki kademelerin optimum açıklık oranları belirlenmiş ve temel akış karakteristikleri olan basınç düşümü, hız dağılımı gibi parametreler dikkate alınarak sonuçlar grafikler halinde sunulmuş ve detaylı bir şekilde tartışılmıştır.

Pressure regulators are mechanical devices that control the motion of the machines or flow of fluids to meet specific standards. Service pressure regulators, that provide the pressure range in which end-user can use natural gas, have the capability of shut-off gas in unexpected conditions without endangering operating medium. Service pressure regulators reduce 4-6 bar upstream pressure to generally 21 mbar downstream pressure. In this study a two-stage pressure regulator has been designed, and flow characteristics of the regulator have been analyzed numerically by Ansys Fluent that runs based on finite volume technique. According to the results obtained from numerical study, optimum rate of orifice openness of each stages in the regulator has been determined, and taking account of basic flow characteristics like parameters of pressure drop, velocity scatter, etc., results are presented in graphics and discussed in detail.