PO 448

progettare 448 • settembre 2022 65 SPECIALE INDUSTRIA OIL&GAS nico o meccanico. Il team di Raychem ha utilizzato il CFD Module e il Multibody Dynamics Module, prodotti aggiuntivi di Comsol Multiphysics, per modellare il flusso turbolento del gas (Figura 3), non- ché le sollecitazioni e la coppia sviluppati nella turbina. È importante sottolineare che il misuratore di gas a turbina a na- stro di Möbius funziona bene quando la portata del gas è elevata. Poiché il volume del gas è determinato dalla sua portata, l’efficacia del dispositivo è limi- tata quando si misura un flusso con una bassa caduta di pressione. Per aggirare questo problema, il team di Raychem ha progettato un altro flussimetro basato su un principio ben noto: i magneti con la stessa polarità si respingono. Turbina con magnete e a sfera/disco Nel terzo progetto di misuratore, un og- getto, in genere una sfera o un disco, è disposto all’interno di un tubo in modo tale che la forza magnetica lo faccia gal- leggiare. L’oggetto viene sollevato dal movimento del gas nel tubo e il flusso di gas viene misurato in base all’altezza rag- giunta dalla piastra magnetica. Questo tipo di misuratore è altamente sensibile e può misurare anche una piccola caduta di pressione. I ricercatori hanno studiato le proprietà magnetiche e le prestazioni del dispositivo utilizzando l’AC/DC Module e il CFD Module, componenti aggiuntivi di Comsol Multiphysics, e hanno ottenuto un progetto ottimizzato (Figura 4). In questo caso, il team è stato in grado di proporre un dispositivo altamente sensi- bile che funziona bene anche per leggere variazioni di portata del gas. Misuratore a turbina con pale Anche il progetto finale si basa sulla ro- tazione di una turbina, ma si tratta di un progetto diverso. In questo caso, il gruppo della turbina con pale guida fisse e pale di scorrimento è posizionato nel canale principale come elemento di ostruzione (Figura 5). L’energia catturata dalla turbina rotante viene utilizzata per alimentare i sensori termici, rendendo questo dispo- sitivo un sistema auto-alimentato. Le pale guida fungono da ugello, incanalando il flusso di gas verso le pale di scorrimento, che fanno ruotare l’albero e la coppia di ingranaggi conici. Il flusso di gas vienemi- surato in base alla rotazione della coppia di ingranaggi conici o misurando il calo di temperatura mediante sensori termici. Il team di Raychem ha utilizzato il CFD Module e il Multibody Dynamics Module di Comsol Multiphysics per finalizzare il progetto. Le simulazioni hanno permes- so al team di Raychem di progettare un contatore di gas intelligente composto soltanto da un tubo a U e un sensore nell’alloggiamento, rendendolo molto compatto e facile da installare. Direzioni di ricerca per il futuro I risultati di simulazione validati sono alla base dei quattro nuovi contatori di gas progettati da Raychem. Il team di Raychem è certo che le prestazioni di questi flussimetri sapranno soddisfare i requisiti delle applicazioni domestiche e industriali. Questi progetti sono stati se- lezionati per la produzione e dovrebbero essere presto disponibili per i consuma- tori urbani di tutta l’India, dove saran- no installati direttamente all’interno dei contatori del gas in ogni casa. Il team Raychem desidera ringraziare Tito Kishan per l’assistenza nell’appli- cazione del Triz e Ganesh Bhoye per la progettazione. Progetto della turbina (a sinistra) e studio di validazione del progetto in Comsol Multiphysics (a destra).