PROBE PITOT (TEKNIK PENGUKURAN TERBANG)

Probe pitot adalah perangkat yang umumnya digunakan dalam industri untuk mengukur kecepatan gas mengalir di pipa atau saluran. Tekanan dinamis dari aliran cairan diukur dengan Pitot probe dan kecepatan dapat dihitung dari itu. Ketika efek compressibility gas dapat diabaikan, kecepatan lokal dapat dihitung yang mana C adalah kalibrasi konstan . Tabung Pitot telah digunakan untuk mengukur tekanan gas dinamis dalam gas-cairan mengalir . Namun, perhitungan kecepatan dari nilai-nilai tekanan tidak langsung dan akan tergantung pada tipe aliran . Dalam aliran gas dengan entrainment tetesan cairan, itu adalah praktek umum untuk menggunakan isokinetic sampling probe untuk mengekstrak aliran dari arus utama untuk mendapatkan  tetesan fluks. Probe ini dirancang untuk memiliki Pitot seperti geometri dan tekanan melihat proses rekaman dan dapat dirancang untuk mengukur kecepatan lokal ketika aliran terhambat atau berhenti. Probe umumnya tidak standar sehingga desain mereka harus diuji dan divalidasi Dua aspek yang harus dipertimbangkan ketika merancang probe Pitot baru adalah kecepatan yang diukur dengan probe Pitot aliran ideal dan efek kehadiran probe di hulu aliran . Karena kompleksitas multi tahap arus, probe desain dan instalasi yang dievaluasi mendatangkan dengan menggunakan kondisi fase gas tunggal. Dalam tulisan ini, desain dan instalasi penilaian probe Pitot sampling non standar dilakukan oleh analisis data eksperimen gas fase tunggal dan simulasi yang sangat menarik, probe desain saat ini menggunakan alat-alat CFD.

METODOLOGI

          percobaan dilakukan dalam lingkaran aliran menengah di aliran multifase SINTEF laboratory di Trondheim, Norwegia. Fasilitas terdiri dari diameter dalam horisontal 69 mm, pipa panjang 50 m. Bagian tes probe terletak sekitar 580D hilir pencampuran titik. Pengukuran pitot pada diameter vertikal dilakukan menggunakan single gas fase SF6 (belerang heksaflorid) di 7 bara dan 20˚C. Tiga percobaan gas kecepatan yang diuji 4, 6 dan 8 m/s. Terukur gas kepadatan dan dy namic viskositas dari percobaan yang ρg = 41.91 Kg/m3 dan m g = 1.5e \u2012 05 Pa×s masing-masing. Pengukuran dibandingkan terhadap dua theoretical kecepatan profil.

·         CFD Model Details

Simulasi CFD 3D aliran di sekitar probe Pitot non standar ini dikembangkan dengan menggunakan komersial lembut ANSYS-CFX © (V-13) yang mempekerjakan metode volume terbatas untuk memecahkan persamaan konservasi. Simulasi dilakukan menggunakan single gas fase SF6 (belerang heksaflorid) di 7 bara, 20˚C dan 4 m/s. jumlah Mach dihitung untuk kondisi uji lebih rendah daripada 0.3 mach dan dengan demikian fluida dianggap sebagai aliran tak termampatkan pada simulasi . Tujuan dari model ini adalah untuk mensimulasikan aliran di sekitar probe Pitot non standar dirancang untuk menemukan asal-usul percobaan kecepatan profil asimetri, memprediksi efek instalasi memungkinkan perhitungan kecepatan gas dan kemudian meningkatkan desain saat ini

·         Pitot Geometry Effect

Satu kemungkinan penyebab asimetri dalam kecepatan profil di sekitar tengah pipa adalah efek penyumbatan batang dalam arus hulu ujung probe. Untuk alasan ini, arus bawah profil kecepatan vertikal di lokasi yang berbeda dan hulu ujung probe diplot di angka 6 dan 7. Profil dari inlet pipa ke lokasi probe yang dibandingkan  menampilkan simetri sehubungan dengan sumbu pipa. Aliran di dalam pipa adalah dibuat sebelum 20D.  Namun, batang probe memiliki efek penyumbatan pada profil hilir ujung probe, terutama karena melemahnya aliran

·         Pitot Vertical Location

 Lokasi vertikal probe memiliki efek titative yang kualitatif dan kuantitatif distribusi tekanan statis di sekitar Pitot. Semakin dekat Pitot ke sisi atas pipa rendah tekanan pada pesawat probe . Di dekat bagian atas pipa probe mengganggu arus dan mempercepat itu menciptakan daerah tekanan rendah di atas probe disebabkan oleh penurunan daerah antara batang probe dan pipa. Kecepatan di probe membuka perhitungan dan saksi menggunakan persamaan  dengan nilai total tekanan di ujung probe dan nilai-nilai tekanan statis . Persentase kesalahan dalam perhitungan kecepatan menggunakan Ps-1 atau Ps-2 adalah 10% dan 17 untuk kasus 1 dan 2. Persentase kesalahan ketika penginderaan statis tekanan di depan ujung Pitot (Ps-3) adalah 0,5% dan 0,7% untuk kasus 1 dan 2 masing-masing

·         Pitot Probe Sampling under an Isokinetic Condition

tujuan utama dari simulasi ini adalah untuk mendapatkan tekanan yang merugikan dalam probe bekerja di bawah kondisi isokinetic . Hal ini penting untuk membangun tekanan kerugian antara ujung probe dan pusat tekanan dinamis di dalamnya. Untuk simulasi ini hanya kasus 2 dianalisis. Simulasi dan mesh pemilihan ini dilakukan langkah-langkah yang dijelaskan pada bagian 4. Kondisi aliran dan cairan yang sama seperti simulasi sebelumnya. Kondisi batas yang dikenakan adalah tekanan total di inlet (hulu batas), aliran massa yang seragam di outlet probe (dihitung dari kondisi isokinetic ) dan massa aliran seragam di outlet (hilir batas). Semua dinding memperlakukan sebagai dinding no-slip. K-ε turbulensi model digunakan pada simulasi. Arus yang mendekati probe pembukaan dan dalam itu dipetakan.

Percobaan pada percobaan baru instalasi upgrade di 4 m/s dikembangkan menggunakan upgrade setup di mana tekanan keran statis berada pada pesawat yang sama ujung probe. Profil kecepatan simetris sesuai dengan arah aksial pipa. Percobaan dibandingkan terhadap profil CFD menampilkan persetujuan dan perbaikan dibandingkan dengan setup sebelumnya .

KESIMPULAN

kesimpulan dan pernyataan A non-standar Pitot sampling probe eksperimental diuji dan disimulasikan menggunakan Ansys CFX (V13) untuk memvalidasi keakuratan dan untuk menentukan masalah desain atau instalasi. Setup eksperimental saat ini menyebabkan asym-metries di profil kecepatan gas diukur. Percobaan yang dilakukan untuk 3 kecepatan sementara simulasi numerik dilakukan untuk satu kecepatan. Asymmetries eksperimental diperoleh menunjukkan perilaku sistematis sehingga hasil numerik diolahkan lagi untuk kondisi aliran lain. Simulasi CFD yang terkonsentrasi pada dua probe lokasi vertikal yang mana profil kecepatan hadir asimetri. Efek dari lokasi probe diameter pipa vertikal, lokasi port tekanan statis di dinding pipa, probe batang lokasi dan dinamis tekanan Port lokasi dipelajari. Lokasi keran tekanan statis di kedua ujung pesawat probe atau hulu itu akan memberikan nilai kecepatan yang lebih nyata dan akurat. Sebagai hasil dari simulasi, tekanan statis keran di bagian atas pipa dipindahkan untuk memiliki nyata dan akurat pembacaan tekanan statis. Probe itu sendiri menghasilkan gangguan aliran hilir dari itu, tetapi tidak hulu itu. Simulasi isokinetic sampling probe itu mobil-ried keluar untuk mendapatkan penurunan tekanan dalam probe direkomendasikan untuk desain lebih lanjut probe untuk menempatkan lubang dinamis tekanan pada probe lebih dekat ke ujung probe untuk menghindari kerugian tekanan dan telah membaca lebih baik dari tekanan. Percobaan dengan konfigurasi baru dengan menekan tekanan statis pada pesawat yang sama sebagai ujung probe itu membawa aliran keluar di 4 m/s menunjukkan peningkatan pada tekanan dengan kecepatan simetris profil yang benar dengan prediksi teoritis.