پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 21 |
| تعداد شماره‌ها | 610 |
| تعداد مقالات | 9,027 |
| تعداد مشاهده مقاله | 67,082,796 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 7,656,259 |
بهینه سازی باریکه‌ساز غلظت سنج هسته ای لایروب برنده-مکش با استفاده از کد مونت کارلو MCNPX | ||
| مدل سازی در مهندسی | ||
| دوره 22، شماره 79، دی 1403، صفحه 243-254 اصل مقاله (1.04 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله مکانیک | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jme.2024.33210.2618 | ||
| نویسندگان | ||
| مجتبی عسکری* ؛ محسن شریف زاده؛ علی طاهری | ||
| پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، تهران، ایران | ||
| تاریخ دریافت: 17 بهمن 1402، تاریخ بازنگری: 26 اردیبهشت 1403، تاریخ پذیرش: 06 خرداد 1403 | ||
| چکیده | ||
| استفاده از لایروب به منظور برداشت گل و لای و زباله های انباشت شده در رودخانه و یا اسکله های دریایی روندی مرسوم و با اهمیت است. به منظور نظارت بر وضعیت رسوبات کف آب نیاز است از یک سامانه اندازه گیری برخط غلظت دوغاب انتقالی از کف به سطح استفاده شود. سامانه‌های مبتنی بر فناوریهای هسته ای دارای این قابلیت مهم و عملیاتی هستند که با نصب بر روی خط لوله، بدون آنکه در فرایند انتقال خللی ایجاد کنند امکان نظارت برخط بر دوغاب عبوری را فراهم آورند. سیستم غلظت سنج لایروب برنده-مکش از ترکیب دو بخش هسته ای و غیرهسته ای برای اندازه گیری پارامترهای سیالاتی مورد نظر کارفرما نظیر دبی حجمی و جرمی سیال دوفازی و مولفه های آن بهره می برد. در بکارگیری سامانه های ترکیبی برای این منظور بایستی شروط اساسی نظیر قابلیت اندازهگیری برخط، عدم دخالت فیزیکی، شیمیایی و یا زیست محیطی در جریان عبوری، سازگاری با شرایط عملیاتی دما، فشار، رطوبت و ارتعاشات در محل لایروب، دقت اندازه گیری و اصول ایمنی مورد نظر قرار گیرد. در این مطالعه با استفاده از شبیه سازی مونتکارلو با کد MCNPX تاثیر پارامترهای مختلف هندسی و ابعادی یکسوساز پرتو گامای خروجی بر دقت اندازه گیری غلظت دوغاب عبوری، بررسی و با ملاحظات مربوط به ایمنی پرتوی پرسنل، حالت بهینه نهایی پیشنهاد گردید. کاهش عمق قرارگیری چشمه افقی درون باریکه ساز با بیشینه همزمان گرادیان و آمار شمارش همراه است. در تمام وضعیت های یادشده گشودگی دهانه باریکه ساز مخروطی نسبت به مستطیلی از حساسیت و توان تفکیک بالاتری برخوردار است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| بهینه‌سازی؛ غلظت‌سنج هسته‌ای؛ لایروب؛ برنده-مکش؛ مونتکارلو؛ MCNPX | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Optimizing the Nuclear Concentration Measuring System of the Cutter Suction Dredger Using MCNPX Monte Carlo Code | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mojtaba Askari؛ Mohsen Sharifzadeh؛ Ali Taheri | ||
| Radiation Application Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Using a dredger to remove mud and garbage accumulated in the river or sea docks is a common and important process. In order to monitor the condition of sediments on the sea bed, it is necessary to use an online measurement system for the concentration of transfer slurry from the floor to the surface. The nuclear-based systems have this important and operational capability to provide the possibility of online monitoring of the passing slurry by installing it on the pipeline without causing any disruption in the transfer process. The concentration measurement system of the cutter-suction dredger uses the combination of two nuclear and non-nuclear parts to measure the fluid parameters desired by the client, such as the volumetric and mass flow rate of the two-phase fluid and its components. In using hybrid systems for this purpose, basic conditions such as online measurement capability, non-physical, chemical or environmental interference in the passing flow, compatibility with the operational conditions of temperature, pressure, humidity and vibrations in the dredging site, measurement accuracy should be met and safety principles should be considered. In this study, using Monte Carlo simulation with MCNPX code, the effect of different geometrical and dimensional parameters of output gamma ray collimator on the accuracy of measuring the concentration of passing slurry was investigated, and with the considerations related to personnel radiation safety, the final optimal mode was proposed. The decrease in the placement depth of the horizontal spring inside the beam is associated with the simultaneous maximum of gradient and count statistics. In all of the mentioned situations, the opening of the conical beam-forming aperture has a higher sensitivity and resolution compared to a rectangular one. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Optimization, Nuclear concentration measuring system, Dredger, Cutter suction, Monte Carlo, MCNPX | ||
| مراجع | ||
|
[2] F.R. Bryan, and G.A. Nahstoll. "An Industrial Application of Geiger-Müller Counters to the Analysis of Phosphorus in Steels." JOSA 38, no. 6 (1948): 510-517. [3] D. Arbutina, and A. Vasić-Milovanović. "Improving the geiger muller counter characteristics by optimizing the anode and cathode radius dimensions." IEEE Transactions on Nuclear Science 67, no. 10 (2020): 2231-2237. [4] C.M. Barbosa, H.O. Kenup-Hernandes, C. Raitz, R.S.de.F. Dam, W.L. Salgado, I.C.B. Lima, D. Braz, and C.M. Salgado. "Development of a non-invasive method for monitoring variations in salt concentrations of seawater using nuclear technique and Monte Carlo simulation." Applied Radiation and Isotopes 174 (2021): 109784. [5] G.A. Johansen, and P. Jackson. "Salinity independent measurement of gas volume fraction in oil/gas/water pipe flows." Applied Radiation and Isotopes 53, no. 4-5 (2000): 595-601. [6] M.B. Holstad, "Gamma-ray scatter methods applied to industrial measurement systems." No. NEI-NO--1551. Bergen University. Dept. of Physics and Technology, (2004). [7] C. Sætre, G.A. Johansen, and S.A. Tjugum. "Salinity and flow regime independent multiphase flow measurements." Flow Measurement and Instrumentation 21, no. 4 (2010): 454-461. [8] C.M. Salgado, L.E.B. Brandão, C.M.N.A. Pereira, and W.L. Salgado. "Salinity independent volume fraction prediction in annular and stratified (water–gas–oil) multiphase flows using artificial neural networks." Progress in Nuclear Energy 76 (2014): 17-23. [9] O. Farid, B. Qi, S. Uribe, and M. Al-Dahhan. "New dual modality technique of gamma-ray densitometry (GRD) and optical fiber probe (OFP) to investigate line-averaged diameter profiles of gas, liquid, and solid holdups along the height of a slurry bubble column." Chemical Engineering Science (2023): 119032. [10] W.L. Salgado, R.S.de.F. Dam, T.P. Teixeira, C.C. Conti, and C.M. Salgado. "Application of artificial intelligence in scale thickness prediction on offshore petroleum using a gamma-ray densitometer." Radiation Physics and Chemistry 168 (2020): 108549. [11] R.S.de.F. Dam, M.C. Dos Santos, W.L. Salgado, B.L. da Cruz, R. Schirru, and C.M. Salgado. "Prediction of fluids volume fraction and barium sulfate scale in a multiphase system using gamma radiation and deep neural network." Applied Radiation and Isotopes 201 (2023): 111021. [12] H. Cember. "Introduction to health physics." (1969): xi+-422. [13] D.F. Swinehart. "The beer-lambert law." Journal of Chemical Education 39, no. 7 (1962): 333. [14] World Health Organization. "Radiation protection and the safety of radiation sources." (1996). [15] Y. Jiang, W. Jiang, and C. Zhang. "Simulation Research on Optimal Installation Position of partially-filled pipe Electromagnetic Flowmeter sensor." In Journal of Physics: Conference Series, vol. 1453, no. 1, p. 012074. IOP Publishing, 2020. [16] R. Sinha, C.J.J. Paredis, V. Liang, and P.K. Khosla. "Modeling and simulation methods for design of engineering systems." J. Comput. Inf. Sci. Eng 1, no. 1 (2001): 84-91. [17] A. Rosova, M. Behun, S. Khouri, M. Cehlar, V. Ferencz, and M. Sofranko. "Case study: the simulation modeling to improve the efficiency and performance of production process." Wireless Networks 28, no. 2 (2022): 863-872. [18] L. Waters. "MCNPX user’s manual." Los Alamos National Laboratory 124 (2002). [19] L. Wielopolski, Z. Song, I. Orion, A.L. Hanson, and G. Hendrey. "Basic considerations for Monte Carlo calculations in soil." Applied Radiation and Isotopes 62, no. 1 (2005): 97-107. [20] B.E. Heinmiller. Review of ICRP Publication 60. No. AECL--10563. Atomic Energy of Canada Ltd., 1992. [21] R.J. Vetter, "ICRP Publication 103, The recommendations of the international commission on radiological protection." (2008): 445-446. [22] A.C. Upton. "The biological effects of low-level ionizing radiation." Scientific American 246, no. 2 (1982): 41-49. [23] https://www.gqelectronicsllc.com/forum/topic.asp?TOPIC_ID=4578. [24] www.radprocalculator.com. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 85 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 68 |
||