شبیه سازی و بهینه سازی خشک کن و کوره پخت آجر

آجر چیست

آجر یکی از المان های مورد استفاده در صنعت ساختمان است که انواع مختلفی از جمله رسی ، شیلی و شیستی ، ماسه آهکی ، بتنی و غیره دارد. از آجر بیشتر در فرآیندهایی مثل دیوار چینی، نماسازی و کف سازی و کف پوشی استفاده می شود.

مراحل و فرآیند های اصلی تولید آجر در تصویر زیر نشان داده شده است.

روش تولید آجر ماشینی

در این بخش می خواهیم در مورد بهینه سازی و کاهش مصرف انرژی در خشک کن های آجر با استفاده از شبیه سازی و سیمولیشن سیالات و انتقال حرارت-CFD صحبت کنیم.

فرآیند خشک کردن آجر

در مرحله خشک ‌کردن آجر که قبل از مرحله پخت هست چند هدف تعقیب می‌شود که در اینجا به ‌طور خلاصه به هر یک از آن‌ ها اشاره می شود.

برای دستیابی به فرآورده‌ های سرامیکی محکم و مقاوم در برابر رطوبت، آجر سفال باید در کوره با دمای زیاد پخته شود. در کوره پخت، حدود 20 قالب آجر روی یکدیگر چیده می‌شوند، از این ‌رو آجر های زیرین باید مقاومت کافی برای تحمل وزن آجرهای فوقانی را داشته باشند. آجر خام که از قالب بیرون آورده می‌شود حتی قادر به تحمل وزن یک آجر دیگر نیست .پس از تبخیر رطوبت اضافی و رسیدن به میزان رطوبت بحرانی آجر تا حد کافی برای جابجایی و روی ‌هم چیدن مقاوم خواهد شد.

نمونه شبیه سازی سرعت جریان هوا در نقاط مختلف اتاقک خشک کن کارخانه تولید آجر ماشینی توسط شرکت آراکو

براثر تبخیر رطوبت، آجر با انقباض و کاهش ابعاد مواجه می‌گردد. بهتر است این انقباض قبل از مرحله پخت انجام گیرد، در غیر این صورت آجرها در کوره حالت بی‌ثباتی پیدا می‌کنند و متلاشی خواهند شد.

حتی پس از رسیدن به رطوبت بحرانی و محکم شدن آجر نیز رطوبت در آن باقی خواهد ماند. در صورت بقای این رطوبت در آجر، رطوبت آجرهای نزدیک به حرارت، تبخیر می‌گردد و در سطح آجرهای دور از حرارت قطرات آب تشکیل می‌شود و درنتیجه آجرهای نواحی مزبور آب جذب می‌نمایند و متلاشی می‌گردند.

دردسر و مخاطره دیگر رطوبت باقی‌مانده در آجر خام ، تبخیر ناگهانی آن براثر افزایش سریع دما و متلاشی شدن آجر است. برای کاهش احتمال وقوع این پدیده ، آجرها قبل از ورود به کوره تا حد ممکن باید خشک گردند.

هزینه سوخت کوره یکی از اقلام عمده در هزینه ‌های تولید است. به همین دلیل هر چه آجر خام به ‌طور طبیعی بیشتر خشک‌ شده باشد از این هزینه کاسته خواهد شد.

خشک‌کردن مصنوعی آجر

فرآیند خشک شدن آجر باید با کمترین مقدار تغییر شکل و حداقل ترک‌ خوردگی و ضایعات همراه باشد. سرعت تبخیر رطوبت از سطح نبایستی از سرعت تبخیر آب از منافذ درون آجر سفال خام بیشتر باشد، بنابراین دلیلی برای برقراری جریان هوای بیشتر روی سطح یا افزایش بیش از یک حد معین وجود ندارد. در غیر این صورت، تفاوت میزان انقباض در سطح و درون آجر، ناشی از تبخیر سریع از سطح باعث ترک‌ خوردگی آن می‌گردد.

اتاقک خشک کن کارخانه آجر ماشینی

همچنین اگر خشک شدن خیلی آرام باشد، مصالح متخلخل بایستی برای تهیه مخلوط مورد استفاده قرار گیرند و یا حجم آجر ممکن است منجر به ایجاد آجرهای برجسته یا سوراخ‌ دار گردد. به ‌محض این ‌که آجرها سخت شدند می‌توان سرعت خشک‌ کردن را افزایش داد.

سیمولیشن سیالات و انتقال حرارت و کاربرد آن در کاهش مصرف سوخت و کم کردن زمان خشک شدن آجر

شبیه سازی های سیالاتی یا CFD از لحاظ روال کلی مشابه تحلیل های استاتیکی و دینامیکی FEM می باشد. در هر دو روش برای حل از المان های بسیار کوچک تری نسبت به مدل اصلی استفاده می شود.
امروزه با بالا رفتن سرعت پردازش رایانه ها، تحلیل های CFD و FEM جایگاه ویژه ای در بخش طراحی و تحلیل خرابی پیدا کرده اند. مواردی که در تحلیل سیالاتی و انتقال حرارت می توان محاسبه کرد عبارت است از :

پلات سرعت، دما و فشار  سیال در هر نقطه از مدل

پلات ها و کانتر های سرعت، دما و فشار سیال در سطوح داخلی و خارجی

دیاگرام مسیر جریان سیال

پلات ها و نمودارهای انتقال حرارت در سطوح خارجی و مرزی

محاسبات مربوط به سرعت، دما و فشار در سطوح و احجام مختلف

تحلیل و شبیه سازی سیالات و انتقال حرارت که با نرم افزارهایی مانند : فلوئنت Fluent ، انسیس Ansys و فلوورکز Flow works انجام می پذیرد در بخش های مختلفی از صنایع کاربرد دارد که برخی از این موارد عبارتند از :

تحلیل و شبیه سازی تهویه صنعتی و تهویه مطبوع

تحلیل و شبیه سازی تهویه تونل

تحلیل و شبیه سازی تهویه پارکینگ

تحلیل و شبیه سازی حریق و آتش در تونل

در صنعت آجرسازی استفاده از سیمولیشن CFD و انتقال حرارت تاثیر قابل توجهی در کم کردن مصرف گاز، کاهش مصرف برق و کم کردن زمان فرآیند خشک کردن آجر دارد.

لازم به ذکر است که در کارخانه های آجر ماشینی، معمولا گلوگاه تولید در قسمت خشک کن است و با استفاده از شبیه سازی سیالات و جریان هوا، امکان کم کردن زمان خشک شدن آجر های ماشینی وجود دارد.

با این توضیحات می توان ظرفیت تولید را حداقل به مقدار 20 الی 30 درصد و بدون تغییر زیاد در خط تولید و ماشین آلات، افزایش داد. این افزایش ظرفیت آجرسازی باعث بیشتر شدن سود کارخانه و بالا رفتن توان رقابتی می شود.

شرکت آراکو آمادگی دارد با استفاده از روش شبیه سازی و تحلیل انتقال حرارت و جریان هوا، به بالا رفتن ظرفیت و سود دهی کارخانه های آجرسازی کمک کند.

کاهش مصرف گاز کارخانه آجر سازی

افزایش ظرفیت تولید آجر

بهینه سازی عملکرد خشک کن

شبیه سازی و سیمولیشن انتقال حرارت در کوره آجر پزی

شبیه سازی و تحلیل خشک کن 

شبیه سازی و سیمولیشن CFD صنعتی

شرکت آراکو

محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166129745

02166561974

خدمات شبیه سازی و سیمولیشن شرکت آراکو

مراحل انتخاب فن و هواکش صنعتی

راهنمای خرید هواکش و فن مناسب برای تهویه

How to choose Axial-Centrifugal fan

روش انتخاب فن برای سیستم تهویه صنعتی، تهویه پارکینگ، تهویه سوله، تهویه کارگاه، تهویه گلخانه، تهویه دامداری و ... در بسیاری از موارد به صورت سنتی است که باعث می شود هزینه های ناشی از سعی و خطا افزایش پیدا کند و زمان انجام پروژه طولانی شود.

در روش سنتی و غیر اصولی انتخاب هواکش و فن، با استفاده از اطلاعات تجربی و به صورت غیر مستند، فن یا هواکش برای تخلیه آلودگی، دود، و مواد شیمیایی از محیط انتخاب می شود. تقریبا در تمام مواردی که بدون طراحی و محاسبات، سیستم تهویه نصب و راه اندازی می شود، پس از مدتی به دلیل ظرفیت پایین و تخلیه نکردن آلودگی از محیط، نیاز به خرید و نصب فن های جدید ایجاد خواهد شد.

در واقع هزینه ای که صاحب کارگاه، سوله، گلخانه، پارکینگ یا کارخانه برای طراحی تهویه انجام نمی دهد، پس از مدت کوتاهی و به میزان خیلی بیشتر باید صرف خرید یا تعویض فن و هواکش هایی کند که بدون محاسبه و طراحی انتخاب شده اند.

به همین دلیل ما پیشنهاد می کنیم که برای اجرای سیستم تهویه در گل خانه صنعتی، پارکینگ های طبقاتی و زیر زمینی، تهویه سوله، تهویه کارخانه و موارد اینچنینی ابتدا از یک مشاور متخصص برای طراحی و انتخاب فن و هواکش ها کمک بگیرید تا مجبور به تعویض یا اضافه کردن فن نشوید.

بعضی مزیت های طراحی سیستم تهویه و بهره گیری از کمک مشاور عبارت است از :

- کاهش مصرف برق و صرفه جویی در مصرف انرژی

- کم شدن هزینه نهایی خرید تجهیزات تهویه 

- بالا رفتن راندمان تهویه و بهبود وضعیت هوادهی

- مستند سازی و بهتر شدن وضعیت تعمیرات و نگهداری سیستم تهویه صنعتی

برای آشنایی بهتر با مراحل اصلی انتخاب فن یا هواکش صنعتی در این مطلب توضیحات کلی در مورد هر مرحله انتخاب فن ارائه می دهیم.

انتخاب هواکش صنعتی، جت فن، اگزاست یا ساپلای فن

تعیین فشار عملکرد جت فن، هواکش یا اگزاست مورد بسیار مهمی در انتخاب سیستم تهویه است. اشتباه بسیار رایج در مورد فن و همچنین پمپ، در نظر گرفتن فشار حداکثر به جای فشار عملکرد است. فشار حداکثر یک فن یا هواکش زمانی بدست می آید که دبی هوا برابر صفر باشد. برای همین انتخاب یک هواکش صنعتی مثل جت فن باید از روی منحنی عملکرد انجام شود. با استفاده از منحنی عملکرد هوا کش یا فن، می توان متوجه شد در دبی و افت فشار مشخص چه نوعی از فن و با چه توان موتوری باید استفاده شود.

مشخص کردن میزان هوا دهی و افت فشار فن

تعیین میزان دبی فن یا ظرفیت هوا دهی جت فن و اگزاست فن، یکی از مهمترین بخش های انتخاب تجهیزات تهویه است. برای تعیین دبی و یا میزان هوادهی، باید از گزارش مشاور طراحی تهویه استفاده کرد. اگر میزان هوادهی فن و هواکش صنعتی بیشتر از مقدار مورد نیاز باشد، قیمت تجهیزات تهویه بسیار بالا خواهد رفت و مصرف برق نیز زیاد می گردد.

در نقطه مقابل اگر جت فن، اگزاست، ساپلای یا هواکش خریداری شده از میزان مورد نیاز کمتر باشد، بعد از مدت کوتاهی به دلیل بالارفتن غلظت آلاینده صنعتی، باید فن های جدید خریداری کرد که هزینه و قیمت سیستم تهویه را به شدت زیاد می کند. علاوه بر این به خاطر فشار زیاد و مداوم بر روی سیستم تهویه، موتور الکتریکی فن ها سریعتر خراب خواهد شد.

 

تعیین جنس پره و بلید

شرایط محیط در انتخاب متریال و جنس پره تاثیر قابل ملاحظه ای دارد. وجود ذرات معلق در هوا، گرد و خاک و شن و ماسه می تواند به مرور زمان باعث خوردگی و صدمه دیدن فن شود. در این موارد معمولا ابتدا لبه حمله فن بر اثر سایش مداوم با ذره های معلق و جامد دچار خوردگی می شود. در این شرایط به مرور زمان راندمان فن کم میشود و در عین حال لرزش و صدای تولید شده توسط پره ها زیاد می گردد.

یکی دیگر از مواردی که در نوع جنس پره تاثیر دارد، اسیدی بودن یا قلیایی بودن هوای محیط است. مثلا در کارگاه های تولید و بازیافت باطری(باتری) به دلیلی وجود بخار اسیدی، فن های معمولی به سرعت دچار خوردگی خواهند شد.

بنابراین برای جلوگیری از خوردگی و صدمه دیدن فن باید از متریال مناسب استفاده نمود. به عنوان نمونه دیگر در پروژه های صنعتی مثل کولینگ تاور و ایرکولر که راندمان و شرایط عملکرد خاصی مد نظر باشد، می توانید از پروانه و فن کامپوزیت با رزین ویژه و لبه ضد سایش استفاده کنید.

تعیین مشخصات هندسی و نوع فن

فن محوری و فن گریز از مرکز(سانتریفیوژ یا هواکش حلزونی)دو نوع اصلی تجهیزات تهویه از نظر نحوه کارکرد هستند. هواکش سانتریفیژ معمولا دبی کمتر، فشار بیشتر و مصرف برق بیشتری نسبت به فن محوری دارد.

از نظر فضای اشغال شده، فن محوری معمولا فضای کمتری نسبت به فن سانتریفیوژ اشغال می کند.

در برخی از پروژه ها، به خاطر محدودیت ارتفاع و یا فضا باید از انواع خاصی جت فن استفاده کنیم. برای مثال در پارکینگ هایی که سقف کوتاهی دارند، باید جت فن گریز از مرکز نصب کرد.

سایر موارد مهم در انتخاب فن و هواکش صنعتی

- توان موتور

- نوع اتصال پره ها به موتور

- آی پی و یا کلاس حفاظتی - IP protection

- میزان صدای تولید شده توسط فن

 

مشاوره خرید فن

طراحی تهویه صنعتی

شبیه سازی تهویه

سیمولیشن تهویه صنعتی

طراحی تهویه پارکینگ

شبیه سازی آتش سوزی و حریق

محمد قربانعلی بیک

شرکت آراکو

09124780268

02166561974

02166129745

www.araco.ir

تهویه موضعی صنعتی

تهویه موضعی از طریق مکش هوا(Local exhaust ventilation-LEV)

همانگونه که در مطالب پیشین عنوان شد، هدف از انجام تهویه صنعتی، بهبود شرایط هوا برای کار پرسنل و کاربران است. بر خلاف تهویه مطبوع که هدف از آن بهبود شرایط دما و رطوبت هوا است، هدف اصلی در تهویه صنعتی کاهش میزان گازهای آلاینده در هوای محیط است. وجود گازهای آلاینده مانند گاز دی اکسید کربن، مونو اکسید کربن، اکسید های نیتروژن و ترکیبات گوگرد در هوا در صورتیکه از میازن مجاز فراتر رود، در کوتاه مدت و بلند مدت می تواند خطراتی جدی را برای افرادی که در معرض این گونه آلاینده ها قرار دارند، ایجاد نماید.

در بسیاری از موارد بدلیل بزرگ بودن بیش از حد کارگاه یا کارخانه، تهویه صنعتی باید به صورت عمومی طراحی و اجرا شود. در حقیقت تهویه صنعتی عمومی باید به نحوی انجام شود که کل فضای مورد نظر تحت پوشش تهویه قرار گیرد. این نوع تهویه در حالتی است که تولید گازهای آلاینده و ذرات معلق در فضای وسیعی صورت گیرد.

یونیت های تهویه موضعی برای ایستگاه های جوشکاری و برشکاری

نوع دیگری از تهویه که به آن تهویه موضعی می گویند برای شرایطی در نظر گرفته می شود که در آن، تولید گازهای آلاینده در موقعیت های قابل تفکیک صورت گیرد و نیاز به انجام تهویه صنعتی در کل سالن نباشد. به عنوان مثال در واحد جوشکاری یک کارخانه تولیدی، می توان با استفاده از تهویه موضعی، اقدام به خارج کردن گازهای ناشی از جوشکاری در هر ایستگاه کاری نمود.

اجزای اصلی سیستم تهویه موضعی عبارت اند از :

1- فن مکنده

2- هود و ورودی هوای آلوده

3- داکت ها و کانالها

4- فیلتر

5- خروجی هوا و دودکش

نمای شماتیک یک نوع از سیستم تهویه موضعی مرکزی

نحوه عملکرد سیستم تهویه موضعی متمرکز بدین صورت است که ابتدا برای هر ایستگاه کاری که در آن گاز آلاینده تولید می شود، یک هود و دریچه ورودی هوا تعبیه می گردد. با باز شدن دریچه و آغاز تولید آلودگی، هوای آن محوطه به داخل کانال کشیده می شود. در قسمت قرارگیری فیلتر ، ذرات معلق و آلودگی های قابل رویت تصفیه می شوند. سپس گازها به داخل فن کشیده شده و پس از خروج از آن، از طریق دودکش به بیرون منتقل می شوند.

مهمترین مزایای تهویه موضعی، امکان تمرکز و تخلیه سریع آلاینده ها در نقاط مشخص مثل ایستگاه های جوشکاری بوده و در عین حال این روش موثر تهویه به کاهش مصرف انرژی کمک شایانی می نماید.

دلیل کاهش مصرف انرژی در صورت استفاده از تهویه موضعی، کم شدن میزان هوای خروجی نسبت به حالت استفاده از تهویه صنعتی عمومی است. بدین ترتیب میزان انرژی بسیار کمتری جهت سرمایش یا گرمایش هوای محوطه کارگاه یا کارخانه صرف خواهد شد.

مزایای سیستم تهویه موضعی عبارتند از :

• کاهش بیشتر آلاینده ها نسبت به تهویه صنعتی عمومی
• افزایش راندمان تهویه
• کاهش مصرف انرژی و بهبود شرایط تهویه مطبوع محیط مورد نظر

---

طراحی تهویه موضعی

طراحی تهویه سالن های جوشکاری

طراحی تهویه سوله و کارخانه

طراحی تهویه تونل و زیرگذر

شبیه سازی CFD تهویه

سیمولیشن جریان هوای تهویه

طراحی تهویه صنعتی و تهویه تونل و پارکینگ

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268 

02166129745

02166561974 

www.araco.ir

[e-mail]

لینک ها مرتبط

توضیحات تکمیلی در خصوص گاز های آلاینده

دانلود رایگان استاندارد ANSI در خصوص نحوه طراحی و اجرای تهویه موضعی

فیلم آشنایی با تهویه موضعی ایستگاه های جوشکاری، برش کاری و مواد شیمیایی

دستگاه تامین هوا و رطوبت زن سالن مرغداری و پرورش طیور

دستگاه تهویه سالن مرغداری و پرورش طیور

دستگاه رطوبت زنی گلخانه

کولر صنعتی اکسیال

کولر سوله

Agricultural Ventilation and humidity Unit

صنعت مرغداری و پرورش دام و طیور یکی از صنایع رو به رشد و پر مخاطب در کشور است. بالا رفتن نرخ ارز و افزایش قیمت گوشت قرمز و گوشت مرغ و سایر طیور موجب بالا رفتن انگیزه در صاحبان صنعت پرورش طیور گشته است.

برای افزایش بهره وری در مرغداری و نیز جلوگیری از بروز مشکلات و بیماری ها، توجه به برخی نکات ضروری است. در این میان تهویه مناسب و دارا بودن سیستم فیلترینگ هوا و رطوبت زن، تاثیر مهمی در شرایط رشد طیور دارد. سیستم تنفسی در مرغ  و سایر طیور از لوله ای تشکیل شده که دارای انشعاب هایی است و این انشعاب ها به کیسه های هوایی میرسند. با توجه به متابولیسم و شرایط سیستم تنفسی طیور، میزان تنفس توسط خون تنظیم می­ گردد و با افزایش غلظت دی اکسید کربن درخون، تعداد دفعات تنفس در واحد زمانی افزایش می­ یابد. تعداد سیکل تنفس مرغ ها و طیور در حال استراحت در هر دقیقه ۱۵ تا ۲۵ مرتبه است.

به صورت کلی مرغ، بوقلمون، اردک و سایر طیور دارای 9 کیسه هوایی بسیار گسترده هستند که ادامه نایژه ها بوده و در میان اعضای داخلی بدن پرنده و در استخوان ها قرار دارند که موجب می گردد در معرض پخش آلودگی های اعضای مجاور در بدن پرنده باشد. علاوه بر این کیسه های هوایی سیستم تنفسی طیور چسبندگی کمی دارند و در نتیجه مرغ، بوقلومون و سایر طیور در مقابل گرد و خاک، آلودگی های هوا و ذرات معلق بسیار آسیب پذیرند.

در عین حال اقلیم ایران در اکثر نقاط دارای آب و هوایی گرم و خشک بوده و وجود ریزگرد و ذرات معلق تقریبا در تمام کشور فراگیر است که این امر می تواند آسیب های فراوانی را به طیور وارد کند.

با توجه به این توضیحات اهمیت بسیار بالای سیستم تهویه، فیلتراسیون و رطوبت زن در مرغداری و سالن پرورش طیور مشخص می شود.

سیستم پیشنهادی آراکو برای سالن های پرورش طیور و مرغداری ها، سیستم تهویه مکانیکی فشار مثبت است.

در سیستم تهویه با فشار مثبت یا سیستم دمنده، هوای تمیز و فیلتر شده به وسیله دستگاه تهویه و رطوبت زنی،  به طور مستقیم به داخل سالن پرورش طیور هدایت می شود که در نتیجه فشار مثبتی در داخل سالن مرغداری ایجاد می شود و با این روش از ایجاد کوران در اثر وجود منافذ احتمالی جلوگیری به عمل می آید. در روش تهویه دمشی با فشار مثبت، هوای آلوده به گازهای سمی، رطوبت و گرد و خاک سالن بطور مستقیم با هواکش ها در تماس نیست و از طرف دیگر هوای ورودی می تواند قبل از ورود بر حسب نیاز، گرم، سرد، مرطوب و یا ضد عفونی شود.

دستگاه تولید شده، با استفاده از پد سلولزی و یا پد پلیمری و رطوبت زنی، هوای بیرون را فیلتر کرده و پس از کاهش دما، گرد و خاک و آلودگی های محیط را گرفته و هوای تازه را وارد سالن می کند.

دستگاه AVU-500 با استفاده از فن محوری و سیستم کنترل هوشمند دور، امکان تعیین میزان هوا دهی و میزان رطوبت مورد نظر را دارا است.

دبی هوا : 36000 متر مکعب بر ساعت - 21000 cfm

سرعت حداکثر هوا : 10 متر در ثانیه

توان موتور : 1.1 کیلو وات

مساحت قابل پوشش : 450 الی 500 متر مربع

جهت دریافت توضیحات تکمیلی در خصوص سیستم تهویه و رطوبت زنی مرغداری و سالن پرورش طیور با شماره 09124780268 - محمد قربانعلی بیک تماس حاصل فرمائید.

سایر کاربرد های کولر صنعتی اکسیال :

- مناسب برای تهویه سوله های تولیدی

- مناسب برای خنک کاری و رطوبت زنی کارگاه 

- قابل استفاده در گلخانه های کوچک و متوسط

 

 

فروش دستگاه تهویه و رطوبت زنی سالن مرغداری

دستگاه تصفیه هوای پرورش طیور و دامداری

طراحی تهویه موضعی و تهویه صنعتی

فروش کولر صنعتی اکسیال محوری

شبیه سازی تهویه و  CFD

شبیه سازی تهویه و گرمایش و سرمایش 

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

021-66129745

021-66561974
www.araco.ir
[e-mail]

شبیه سازی تهویه دیتا سنتر و ماینینگ

سرمایش دیتاسنتر و ماینینگ فارم

ماینرها و سرورهای قدرتمند، معمولا مصرف برق بالایی دارند. بخش قابل توجهی از این برق مصرفی به گرما تبدیل می شود که اگر نتوانیم این حرارت را دفع کنیم، ماینر یا سرور آسیب میبیند و یا راندمان اش کاهش می یابد. در این مقاله می خواهیم درباره تاثیر شبیه سازی حرارت و جریان هوا بر بهینه سازی یک فارم رمز ارز یا اتاق سرور توضیح دهیم.

سیمولیشن تهویه هوا و ترمودینامیک به چه معنی است؟

مکانیک شاره‌ها یا مکانیک سیالات(Fluid mechanics)یکی از شاخه‌های وسیع در مکانیک محیط‌ های پیوسته است. مکانیک سیالات هم با همان اصول مربوط به مکانیک جامدات آغاز می‌شود. ولی موردی که این دو را از هم متمایز می‌سازد، این است که سیال بر خلاف جامد قادر به تحمل تنش برشی نیست و در نتیجه تنش برشی در سیالات با توجه به قانون نیوتن، به سرعت تبدیل می شود. با دانستن این مسئله، معادله‌ هایی برای تحلیل حرکت سیالات طرح‌ ریزی شده است. این معادلات به احترام ناویه و استوکس دو ریاضی‌ دان بریتانیایی و فرانسوی به نام معادلات ناویه-استوکس نامیده می‌شوند. تحلیل سیالات و انتقال حرارت یا CFD-Computational Fluid Dynamics، در حقیقت حل معادله ناویر استوکس برای حجم های کوچک داخل مدل سه بعدی اصلی می باشد. در این روش کل حجم مورد نظر ابتدا به حجم های بسیار کوچکی در عملیات مش بندی تقسیم می شود و پس از اعمال شرایط مرزی، معادلات مذکور برای کلیه المان ها حل خواهد گشت.

شبیه سازی های سیالاتی یا CFD از لحاظ روال کلی، مشابه تحلیل های استاتیکی و دینامیکی FEM و FEA هستند. در هر دو روش برای حل مساله، از المان های بسیار کوچکتری نسبت به مدل اصلی استفاده می شود.

سیمولیشن انتقال حرارت ماینر بیتکوین و اتاق سرور

Data center and mining farm thermal simulation

امروزه با بالا رفتن سرعت پردازش رایانه ها، تحلیل و سیمولیشن CFD تهویه، گزینه مناسبی برای بررسی وضعیت حرارت، دما و خنک سازی فضاهای سر بسته مانند دیتا سنتر، اتاق سرور و دستگاههای ماینر ارز دیجیتال(بیت کوین، اتریوم و سایر کوین ها) است.

اهمیت عملکرد مناسب تهویه در Data center و ،Mining farm بدلیل حساسیت و قیمت بسیار زیاد سرور و تجهیزات ماینینگ و در عین حال حرارت بالای تولید شده توسط آنها، در زمان پردازش است. به همین دلیل در شرایطی که سیستم تهویه دیتا سنتر و یا اتاق ماینینگ مناسب نباشد، به مرور زمان دما افزایش می یابد. این افزایش دما می تواند موجب خرابی، سوختن و خاموش شدن ماینر یا سرور شده و در عین حال کارایی آن ها را کاهش دهد.

روش محاسبات حرارتی و تهویه ماینر رمز ارز و سرور

مراحل انجام تحلیل انتقال حرارت در دیتا سنتر و ماینینگ فارم بدینصورت است که ابتدا یک مدل سه بعدی از محل دیتا سنتر یا محل سوله ماینینگ تهیه می کنیم. سپس با توجه به نوع سرور ها یا  دستگاههای ماینر و مشخصاتشان، بار حرارتی سیستم مشخص می شود.

پس از این مرحله ظرفیت سیستم تهویه طراحی شده و نقاط ورود جریان هوا به محوطه، به صورت مجازی در نرم افزار تعریف می گردد. در ادامه و پس از مشخص کردن شرایط مرزی، عملیات مش بندی آغاز می شود. پیش از اجرای مش بندی، مناطقی که دارای اهمیت بیشتری هستند به عنوان نقاط حساس شناسایی می شود و مش بندی این مناطق ریز تر از سایر مناطق در نظر گرفته می شود. به عنوان مثال، دریچه های ورودی هوا و قفسه های سرور که حرارت بالایی تولید می کنند دارای مش بندی کوچکتری خواهند بود.

با پایان مش بندی مدل، شبیه سازی و سیمولیشن تهویه آغاز می شود. پس از اتمام سیمولیشن، نتایج شبیه سازی قابل بررسی است.

با استفاده از نتایج شبیه سازی انتقال حرارت و سیمولیشن ترمودینامیک دیتاسنتر و تجهیزات ماین کردن کوین، می توان مشکلات سیستم تهویه را به خوبی شناسایی کرد. همچنین امکان مشاهده مناطقی که جریان هوا در آن ها مناسب نیست وجود خواهد داشت. سیمولیشن انتقال حرارت سرور و ماینر کمک می کنم دمای هوا در نقاط مختلف نیز محاسبه گردد.

 

شبیه سازی انتقال حرارت دیتا سنتر

سیمولیشن تهویه سی اف دی اتاق سرور

شبیه سازی انتقال حرارت ماینینگ فارم

طراحی تهویه برای سوله ماینر

شرکت آراکو- محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166129745

02166561974

www.araco.ir

[e-mail]

مقالات و لینک های مرتبط در مورد تهویه دیتا سنتر و ماینینگ روم

فیلم آشنایی با شبیه سازی تهویه دیتا سنتر، سیمولیشن هوا و انتقال حرارت اتاق سرور

روش خنک کردن ماینر هیدرو(آبی)

وارونگی هوا و علت آلودگی هوا در زمستان و پاییز

وارونگی دما چیست و چرا موقع سرما هوای شهر آلوده می شود؟

زیاد شدن غلظت آلاینده ها و ذرات معلق در هوای شهر بخصوص در فصل پاییز و زمستان، یکی از عوامل بیماری های ریوی، و آسیب های تنفسی است. در این مقاله می خواهیم با دلیل این مساله بهتر آشنا شویم.

در همین ابتدای مطلب بهتر است توضیح مهمی را بیان کنیم. عبارت "وارونگی هوا" که در جامعه مصطلح است واژه درستی نیست. به پدیده افزایش آلودگی بر اثر شرایط دمایی"وارونگی دما(temperature Inversion)" گفته می شود. اما از آنجایی که عبارت وارونگی هوا در جامعه رایج شده است، ما هر دو عبارت را در این مقاله استفاده می کنیم.

وارونگی هوا(دما) پدیده ای است که بیشتر در انتهای فصل پاییز و زمستان اتفاق می افتد. در هنگام وارونه شدن دمای ستون هوا در شهر هایی مثل تهران، اصفهان، اهواز و مشهد ، گازهای آلاینده و گلخانه ای به سطح زمین نزدیک شده و باعث بالاتر رفتن مقدار آلودگی هوا از حد مجاز خواهند شد. همچنین جرکت هوا بین لایه های اتمسفر بدلیل پدیده وارونگی دما، متوقف می شود.

اتفاق هایی که باعث می شود پدیده وارونگی هوا تا حدی از بین برود عبارت است از :

1 - باریدن باران یا برف

2 - وزش باد و حرکت جبهه های هوای گرم و سرد 

برای اینکه از دلیل رخ دادن وارونگی هوا بیشتر اطلاع پیدا کنید، در ادامه این مطلب با ما همراه باشید.

نمونه آلودگی ایجاد شده در یک شهر، بر اثر وارونگی هوا (وارونگی دما)

---

وارونگی گرمایی یا وارونه شدن دمای هوا(Thermal/Air Inversion)

برای درک بهتر مفهوم وارونگی دما یا وارونگی هوا، لازم است در ابتدا با شرایط عادی لایه های هوا آشنا شویم. جو اطراف زمین از چندین لایه مختلف تشکیل شده است که این لایه ها به ترتیب تروپوسفر(نزدیکترین لایه به سطح زمین که کل بحث ما هم در محدوده همین لایه است)، استراتوسفر، مزوسفر، ترموسفر و اگزوسفر نام دارند. شرایط دمایی در لایه های مختلف جو متفاوت است اما به صورت کلی می توان نمودار تغییرات دمایی در جو را در تصویر زیر مشاهده کرد. در شرایط عادی آب و هوایی و در لایه تروپوسفر که تا ارتفاع میانگین تقریبا 17 کیلومتری از جو گسترش یافته است، هر چقدر ارتفاع از سطح زمین افزایش یابد، دمای هوا کاهش خواهد یافت. باید توجه داشت که 10 کیلومتر اول لایه های هوای اطراف زمین که در محدوده تروپوسفر(troposphere) مربوط به تغییرات آب و هوایی است و ابرها هم در همین محدوده تشکیل می شوند. به عنوان مثال در حالت عادی دمای هوا در بالای قله کوه دماوند کمتر از دمای هوا در شهر تهران است. 

نمودار دمای تغییر دمای هوا در لایه های مختلف و ارتفاع جو

---

عوامل ایجاد آلاینده در هوای شهر

در شرایط معمولی و در شهرهای بزرگی مانند تهران، تبریز، مشهد، اهواز، اصفهان و ...، آلاینده های تولید شده توسط موتورهای احتراق داخلی مثل خودرو سواری، اتوبوس، کامیون، قطار، و تاسیسات صنعتی مانند پالایشگاه، نیروگاه و کارخانجات، بدلیل اینکه دمای بالایی دارند، به سمت قسمت بالای لایه هوایی تروپوسفر حرکت می کنند. این حرکت آلاینده ها به سمت بالا و جابجایی آنها توسط باد، موجب می شود در شرایط عادی، میزان آلاینده های هوا در حد مشخصی باقی بماند. در عین حال بدلیل تابش آفتاب در طول روز و گرم شدن هوای اطراف سطح زمین، یک چرخش پیوسته و جابجایی طبیعی هوا ایجاد می شود.

وارونگی دما یا وارونگی هوا پدیده ای است که در آن یک لایه هوای گرم، در بالای شهر یا یک منطقه خاص بوجود آمده و در آن ناحیه ماندگار می شود. در این شرایط گازهای آلاینده تولید شده در لایه زیرین حبس شده و به تدریج غلظت آلاینده ها به طرز قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. 

نحوه حرکت هوا و آلودگی در شرایط عادی و در وضعیت وارونگی هوا

باید توجه داشت که بروز پدیده وارونگی گرمایی یا وارونگی هوا، در مناطقی که آلاینده ای تولید نشود مانند مناطق غیر شهری، مشکلی را ایجاد نخواهد کرد. اما در مناطق شهری تا زمانی که آن لایه هوای گرم در بالای محدوده شهر وجود داشته باشد، ادامه خواهد داشت. وارونگی هوا یا وارونه شدن دما دارای چندین منشا مختلف است :

1- وارونگی هوا و دما بر اثر تشعشع (Radiation Inversion)

2- وارونگی هوا بر اثر عدم توربولانس و تلاطم هوا(Turbulence Inversion)

3- وارونگی هوا بر اثر استقرار جبهه هوا(Frontal Inversion)

4- وارونگی بر اثر نشست هوا(Subsidence Inversion)

در بعضی از موارد، آلودگی شدید هوای شهر می تواند بخاطر اتفاق افتادن چند مورد از گزینه های فوق بصورت همزمان باشد.

---

دلیل آلودگی هوای شهرها در زمستان و پاییز

به صورت کلی بیشترین دلیل وارونگی هوا و آلوده شدن شدید هوا در شهرهای بزرگ، حالت وارونگی تشعشی است. ایجاد وارونگی تشعشی به این صورت است که در طول روز، زمین بر اثر تابش نور خورشید گرم می شود و هوای گرم اطراف زمین تمایل به حرکت به سمت بالا دارند. اما هنگامی که شب فرا می رسد، سطح زمین به سرعت سرد می شود و لایه هوای اطراف سطح زمین سرد می شود. در این شرایط لایه گرم هوا که بالای لایه هوای سرد در اطراف زمین قرار گرفته، به آلاینده ها اجازه نمی دهد به سمت بالا حرکت کنند. همزمان با این پدیده، بدلیل بالا رفتن غلظت آلاینده ها و انعکاس تابش خورشید، در طول روز نیز دمای هوا بر اثر تابش به حد مناسب نمی رسد و پدیده وارونگی هوا را تشدید می کند. شرایط زمانی ایجاد وارونگی هوا در طول یک شبانه روز در تصویر زیر نشان داده شده است.

ساعت های ایجاد و از بین رفتن وارونگی هوا

بروز پدیده وارونگی هوا یا وارونگی دما توسط چند عامل تشدید خواهد شد :

1- عدم وزش باد به صورت مقطعی

2- عدم وجود ابر در آسمان

3- وجود هوای سرد و خشک

---

بررسی علت آلودگی هوا در زمستان

همانطور که گفتیم پدیده وارونگی هوا یا وارونگی گرمایی، موجب آلودگی شدید در شهرهای پر جمعیت و صنعتی شده و می تواند صدمات شدیدی را به ساکنین شهرها وارد نماید.

باید توجه داشت در شهرهایی که اطراف آن کوه وجود دارد، پدیده وارونگی هوا معمولا بیشتر اتفاق می افتد.

برای رهایی از وارونگی هوا لازم است ارگان های مربوط، اقداماتی را در بلند مدت و کوتاه مدت انجام دهند. امروزه کشورهای دنیا برای حل مشکل وارونگی هوا در کلانشهرها برنامه های بلند مدت و کوتاه مدتی در نظر گرفتند و دولت ها، شهرداری ها و سایر ارگانها، به دور از جناح بندی سیاسی، موظف به اجرای این برنامه ها هستند. 

- به عنوان مثال جلوگیری از تردد خودرو هایی که استانداردهای آلایندگی را دریافت نکرده اند

- استفاده از بنزین با کیفیت

- تشویق به استفاده از خودروی های برقی و هیبریدی

- و تشویق به خرید موتور سیکلت برقی و دوچرخه

در عین حال با انجام مدلسازی ها و شبیه سازی های سیالاتی، بررسی جهت وزش باد و شرایط اقلیمی هر منطقه، باید و نبایدهایی در حوزه ساختمانی اعمال می شود و از ساخت و سازهای بدون پشتوانه علمی در بعضی مناطق جلوگیری می شود. متاسفانه در ایران و به ویژه شهر تهران، ارگانهای متولی، بیشتر نگرش کسب درآمد نسبت به آلودگی هوا دارند و به هیچ عنوان یک برنامه مدون که تمامی دستگاه ها را بتواند مجبور به انجام فعالیت های بلند مدت و کوتاه مدت نماید، وجود ندارد.

علاوه بر تهران در شهرهایی مانند اهواز و آبادان نیز ریزگردها موجب بروز صدمات مالی و جانی فراوانی به هموطنان می گردند و سازمانی مسئول این مشکلات وجود ندارد که با داشتن برنامه مدون و همچنین ضمانت اجرایی، سایر ارگانها را به انجام وظایف خود در قبال آلودگی هوا وادار نماید. به برنامه های اجرایی که در شهر های بزرگ جهان برای کاهش آلودگی هوا در نظر گرفته می شود Air quality action plan گفته می شود و شما با جستجوی این عبارت در موتورهای جستجو گر مانند گوگل(google)، می توانید به فعالیتهای انجام شده در کشورهای دیگر در خصوص کاهش وارونگی و آلودگی هوا دسترسی پیدا کنید. لازم است به این نکته اشاره کنیم که این برنامه های مدون افزایش کیفیت هوا، شامل یک گزارش جامع و مطالعات اولیه است و مبنا قرار دادن صرف تصاویر در اینترنت، کار صحیحی نیست. برای نمونه اینفوگرافیک کلی برنامه جامع کاهش آلودگی هوای شهر بیرمنگام برای سال 2021 را در تصویر ذیل مشاهده می کنید.

پس اگر واقعا نگران سالهای آینده هستیم و نمی خواهیم به صورت فصلی و موقتی به مسائلی مانند آلودگی هوا بپردازیم، نیاز به یک برنامه جامع و اجرایی داریم که باید هر سال بروز شود. اما کاری که در حال حاضر می کنیم، این است که با فرا رسیدن فصل پاییز و زمستان، شورای شهر و یا شهرداری یک سری اقدامات تکراری و موقتی مانند طرح زوج و فرد از درب منازل را اجرا می کند و یا نسبت به تعطیلی شهر اقدام خواهد کرد. در صورتیکه این اقدامات، بیشتر به خاطر بی توجهی به آینده و نداشتن برنامه جامع و منظم است.

 

شبیه سازی جریان هوا 

سیمولیشن سیالاتی تهویه

شبیه سازی و تحلیل سیالاتی تهویه تونل

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

02166129745

02166561974

---

لینکها و مقاله های مرتبط

مقاله آشنایی با گازهای آلاینده و تاثیرات آلاینده های صنعتی

ذرات معلق و ریزگرد و تاثیر آنها بر آلودگی هوا

اثر ریزگرد بر آلودگی شهر ها

غبار و ذرات معلق در هوا 

گرد و غبار و ذره های معلق در هوا(particulate matter-also called particle pollution) در حقیقت مواد جامد نسبتا کم وزنی هستند که به دلیل ابعاد بسیار کوچک و وزن نسبت کم، در هوا شناور هستند. ذرات معلق یا PM در با توجه به ابعاد و اندازه، به دو گروه ذرات با قطر کمتر از 10 میکرومتر، و ذرات با قطر کمتر از 2.5 میکرومتر تقسیم می شوند.

موتورهای احتراق داخلی و به خصوص موتورهای با سوخت دیزل و گازوئیل عمده ترین منبع تولید ذرات معلق PM هستند. به عنوان مثال در شهر تهران 75 درصد آلاینده ذرات معلق PM-10 توسط اتوبوس، کامیون، مینی بوس و خودرو های سنگین تولید می شود.

یکی از منابع دیگر تولید ذرات معلق، لکوموتیو های دیزل هستند. به همین دلیل در اطراف محوطه هایی مانند ایستگاه راه آهن، میزان آلودگی هوا بسیار بالا است. از منابع ثابت تولید ذرات معلق می توان به نیروگاه های حرارتی، کارخانجات تولید سیمان، سنگ بری ها، معادن روباز، و .... اشاره نمود.

مشخصات آلاینده های شهری و صنعتی

ذرات PM چه هستند؟

PM یا ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرومتر به دلیل راهیابی به سیستم تنفسی، به عنوان شاخص اصلی مواد معلق در هوا معرفی می‌شوند. بر اساس مطالعات ذرات معلق در مقایسه با اکسیدهای گوگرد و اکسیدهای ازت برای سلامتی مخاطره آمیزتر است و مقدار بیش از حد مجاز آن در تشدید بیماریهای قلبی ریوی، کاهش مقاومت سیستم ایمنی بدن در مقابل بیماریها، از بین رفتن بافت ریه، آسم کودکان، مرگ و میر زودرس و سرطان نقش عمده‌ای دارد.

مقایسه ذرات معلق PM-10 با ابعاد موی انسان

تنها نکته ای که در تهویه این ذرات نسبت به گازهای آلاینده برتری ایجاد می کند، کاهش آسیب های ناشی از این ذرات با بهره گیری از ماسک های حفاظتی می باشد.

زیرگرد ها و مشکل آلودگی هوا

یکی از مهمترین منابع ذرات معلق که در این حالت ریزگرد هستند، گرد و خاک ناشی از خشک شدن بستر رودخانه و یا تالاب است، که این مشکل متاسفانه در حال حاضر در شهر هایی مانند، آبادان، اهواز و خرمشهر گریبانگیر هموطنان ما شده است. به عنوان مثال تالاب حور العظیم یکی از مواردی است که می تواند در ایجاد ریزگرد ها تاثیر داشته باشد.

باید توجه داشت که با افزایش روند کم آبی و کاهش سطح آب دریاچه ها، باتلاقها و تالابها، بستر خشک شده این مناطق در آینده می تواند منبع تولید ذرات ریزگرد باشد و سلامت هوای شهرهای اطراف را به شدت تهدید نماید.

دریاچه ارومیه که در حال حاضر با کاهش میزان ذخیره آب روبرو است یکی از مواردی است که در آینده می تواند به منبع تولید ریزگرد تبدیل شود.

 

طراحی و شبیه سازی تهویه صنعتی

شبیه سازی تهویه مطبوع - CFD

ارائه راهکار کاهش آلودگی هوا در شهر ها

طراحی تهویه پارکینگ با جت فن 

طراحی و شبیه سازی تهویه صنعتی

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268 

02166129745

02166561974 

www.araco.ir

طراحی و شبیه سازی تهویه گلخانه

سیمولیشن هوای تهویه گلخانه

Greenhouse Ventilation Design and CFD Simulation

کشاورزی و باغداری در جوامع مدرن با توجه به شرایط اقلیمی و جمعیتی، از حالت سنتی به صنعتی تغییر داده است. بدین تریتب پرورش میوه ها، سبزیجات و صیفی جات در گلخانه علاوه بر بالا بردن راندمان، موجب افزایش میزان تولید محصول و نیز کاهش هزینه ها می گردد.

با توجه به شرایط گلخانه ها و مسقف بودن آنها، کنترل آب و شرایط دمایی اهمیت خاصی در آنها پیدا می کند. در واقع دما و رطوبت هوای گل خانه، با توجه به نوع محصول مورد نظر جهت کاشت، باید در محدوده ای خاص و کاملا تحت کنترل باشد. بدین ترتیب طراحی سیستم تهویه داخل گلخانه به توجه و دقت زیادی نیازمند است. 

 

توزیع مناسب دما در داخل گلخانه

نکته مهم دیگری در طراحی تهویه گلخانه، یکسان بودن دما در نقاط مختلف است. مفهوم این نکته این است که پس از محاسبه بار حرارتی و مشخصات تجهیزات مورد نیاز جهت تهویه، چیدمان و نحوه هوادهی باید به گونه ای باشد که اختلاف دما، در نقاط مختلف به حداقل برسد که این یکی از چالش های بزرگ در طراحی تهویه و سیستم هوادهی گلخانه خواهد بود. یکنواخت بودن دما در داخل یک گل خانه باعث افزایش راندمان و بیشتر شدن مقدار محصول خواهد بود. همچنین تنوع محصول شامل سیفی جات و گل، در کل سوله یکسان خواهد بود و کیفیت آن برای صادر مناسب می شود.

بررسی یکنواخت و یکسان بودن شرایط آب و هوا و دما در داخل گلخانه به کمک شبیه سازی جریان هوای تهویه - HVAC CFD  امکان پذیر است. روش کار در شبیه سازی تهویه و به صورت کلی شبیه سازی های انتقال حرارت و جریان هوا بدین ترتیب است که ابتدا مدل سه بعدی با استفاده از نقشه های ساخت از سازه یا سوله گلخانه تهیه می گردد. سپس مشخصات و اطلاعات مربوط به سیستم های تهویه طراحی شده، مورد بررسی قرار می گیرد و تجهیزات تهویه و گرمایش و سرمایش گلخانه، طبق چیدمان پیشنهادی اولیه مدلسازی خواهند شد. 

دریافت اطلاعات مربوط به سازمان هواشناسی، از طریق نزدیکترین ایستگاه هواشناسی نیز برای تعیین شرایط مرزی سیمولیشن جریان هوا در گلخانه لازم است. در ادامه و با تعیین کامل شرایط مرزی، شبیه سازی اجرا می گردد.

 

سیمولیشن سرمایش و خنک کاری در گلخانه 

گلخانه های صنعتی معمولا در مناطقی احداث می شوند که دارای خاک مناسب، آب و شرایط هوایی نسبتا معتدل باشد. به عنوان مثال در مناطقی که دمای هوای آن خیلی زیاد است، سرد کردن هوای گلخانه در تابستان، هزینه برق بسیار زیادی را دارد. به عکس در منطقه هایی که هوای خیلی سردی دارند، انرژی مورد نیاز برای گرم کردن هوای داخل سوله، بسیار بیشتر است. به صورت کلی و در بیشتر موارد، سرمایش گلخانه با استفاده از پد های تبخیری سلولزی و مه پاش انجام میشود. البته بار اصلی سرمایش بر عهده سیستم سرمایش تبخیری است. در اجرای سیمولیشن CFD خنک کاری هوای گلخانه باید به عملکرد سیستم های سرمایش تبخیری آشنا بود و اطلاعات مناسب را از وضعیت دمای حباب تر و رطوبت نسبی محیط داشته باشد. 

مساله دیگری که در تهویه هوا گلخانه لازم است مورد توجه قرار بگیرد، روش توزیع هوای خنک است. برای روشن شدن بهتر موضوع لازم است به این مساله اشاره کنیم که حتی اگر دمای هوای پس از رد شدن از پد تبخیری، بسیار خنک و مطلوب باشد، باز هم لازم است که هوا به روش مناسبی داخل گلخانه پخش شود تا تمام گل ها یا صیفی جات، از این هوای خنک بهره ببرند. اینجاست که شبیه سازی CFD کمک می کند تا وضعیت توزیع هوا بررسی شود و اگر در قسمتی جریان هوا به صورت مناسب پخش نشود، با تغییر در کانال ها و دریچه ها بتوان آن منطقه از گلخانه را نیز خنک کرد.

 

نتیجه شبیه سازی تهویه و جریان هوا در گلخانه

نتایج سیمولیشن جریان هوا و تهویه در داخل مزرعه های صنعتی، مانند پلات ها و نمودار های سرعت هوا، دمای هوا و میزان فشار در نقاط مختلف، معیاری مناسب برای بررسی یکنواخت بودن و توزیع مناسب حرارت خواهد بود. بدین صورت اگر در قسمتی از فضای گل خانه صنعتی، به دلیل چیدمان نامناسب تجهیزات تهویه، دما و رطوبت از حد معمول بالاتر و یا پایین تر باشد، شبیه سازی CFD این مساله را مشخص می کند. با داشتن این اطلاعات و ارجاع آن به واحد طراحی، می توان چیدمان تجهیزات تهویه و گرمایش و سرمایش داخل فضای مزرعه را به نحوی تغییر داد که اختلاف دما کاهش یابد. 

پس از انجام این مرحله، مجددا می توان با در نظر گرفتن چیدمان جدید تجهیزات، شبیه سازی CFD را انجام داد و از بهبود شرایط و یکنواخت بودن دمای هوا در داخل گلخانه اطمینان حاصل نمود.

در تصویر ذیل نمونه نتیجه شبیه سازی جریان هوا در فصل تابستان و در داخل گلخانه که توسط شرکت آراکو انجام شده، مشاهده می شود.

 

نحوه حرکت هوا و توزیع دما در تهویه گلخانه-پروژه انجام شده توسط شرکت آراکو

پس از انجام سیمولیشن سرمایش  شبیه سازی سیستم گرمایش گلخانه می توان تصمیم گرفت که آیا به تجهیزاتی مانند لوله های گرمایش از کف، مه پاش و پدهای سلولزی نیاز است یا خیر. همچنین می توان متوجه شد که آیا ظرفیت تجهیزات سرمایش و گرمایش در زمان طراحی درست محاسبه شده است؟ به همین دلیل است که اجرای پروژه شبیه سازی و سیمولیشن تهویه گلخانه(Green house ventilation CFD) باعث کم شدن مصرف برق، افزایش بازدهی گلخانه و بیشتر شدن محصول، و کم شدن هزینه های تغییرات در گلخانه می شود.

 

طراحی تهویه گلخانه

بهینه سازی تهویه گلخانه

سیمولیشن گرمایش گلخانه

سیمولیشن سرمایش گلخانه

شبیه سازی و تحلیل سیالاتی تهویه تونل و تهویه صنعتی

طراحی تهویه موضعی و تهویه صنعتی

شبیه سازی تهویه صنعتی و HVAC CFD

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268

021-66129745

021-66561974
www.araco.ir
[e-mail]

آلاینده منو اکسید کربن یا قاتل خاموش

آلودگی مونو اکسید کربن و تاثیرات آن

CO Pollutant

انواع متعددی از آلاینده‌ها در اثر فعالیتهای طبیعی و مصنوعی ناشی از فعالیتهای بشر که در زمین انجام می‌گیرد، وارد اتمسفر می‌گردند، بنابراین بطور کلی آلودگی هوا به معنی حضور یک ماده خارجی در هواست. بر اساس یکی از تعاریف، مفهوم آلودگی هوا بدین صورت بیان می‌گردد.

آلودگی هوا عبارتست از وجود هر نوع آلاینده اعم از جامد، مایع، گاز و یا تشعشع پرتوزا و غیرپرتو زا در هوا به تعداد و در مدت زمانیکه کیفیت زندگی را برای انسان و دیگر جانداران به خطر انداخته و یا به اموال و تجهیزات خسارت وارد آورد. با توجه به هویت آلاینده های شهری، آلاینده های پارکینگ و آلاینده های موجود در تونل، تمرکز اصلی در این بخش بر روی گاز های آلاینده خواهد بود.

مؤسسه حفاظت از محیط زیست آمریکا EPA، شش آلاینده اصلی را به عنوان معیار انتخاب نموده و اینها را به دو دسته اولیه و ثانویه تقسیم کرده است. آلاینده‌های اولیه موادی هستند که از منابع مستقیماً به هوای محیط وارد می‌شوند و شامل پنج آلاینده منواکسیدکربن (CO)، دی‌اکسیدنیتروژن (NO2)، دی‌اکسیدگوگرد (SO2)، ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرون (PM-10) و سرب  -Pb می‌باشد. آلاینده‌های ثانویه به موادی اطلاق می‌شود که در اثر فعل و انفعالات موجود در هوای اطراف زمین بوجود می‌آید و در این گروه می‌توان از ازن (O3) نام برد. در این مطالب و مطالب بعدی به بررسی اثرات آلاینده های اولیه پرداخته می شود و سیستم تهویه نیز بر مبنای رقیق سازی این گازها طراحی خواهد شد.

مقاله آشنایی با گازهای آلاینده

منو اکسید کربن یا قاتل خاموش

منو اکسید کربن گازی بی رنگ و بی بو ولی بسیار سمی است. منبع اصلی تولید این گاز موتورهای احتراق داخلی و تجهیزاتی است که به کمک احتراق کار می کند. گاز منواکسید کربن در هوای آزاد و به مقدار کم، زندگی بیماران قلبی و ریوی را به خطر می اندازد و در افراد سالم باعث سردرد، سرگیجه، خستگی زیاد و تحریک اعصاب می شود. استنشاق این گاز در محیط های در بسته و سقف دار، به خصوص تونلها، سوله ها و کارخانجات در زمان طولانی و با غلظت بالا حتی می تواند باعث خفگی و مرگ می شود. در حالت کلی سرعت ترکیب شدن منو اکسید کربن با هموگولوبین خون 200 برابر سریعتر از اکسیژن بوده و تولید کربوکسی هموگلوبین می کند. منوکسید کربن نه تنها با اتصال به هموگلوبین مانع چسبیدن اکسیژن به آن می شود، بلکه از آزاد شدن اکسیژن از اکسی-هموگلوبین باقیمانده نیز جلوگیری خواهد نمود .

تاثیر منفی منو اکسید کربن بر جذب اکسیژن در سلول های قرمز خون

به این ترتیب پس از استنشاق منو اکسیدکربن نسوج بدن با کمبود اکسیژن روبرو شده و اعضای حیاتی بویژه قلب آسیب می بیند، گذشته از این منواکسیدکربن - CO خود به طور مستقیم نیز به سلولهای قلب آسیب رسانده و به روند تنگی عروق سرعت می بخشد.

 اثرات و عوارض مصمومیت با گاز منو اکسید کربن

یکی از مهمترین مواردی که موجب خطرناک شدن گاز CO یا همان منوکسید کربن می شود، بی بی بودن و بی رنگ بودن آن است. به همین دلیل در بسیاری از مواردی که متاسفانه افراد در مجاورت بخاری های گازی جان خود را از دست می دهند، علت مرگ استنشاق گاز منو کسید کربن است. بر خلاف منوکسید کربن، گاز دی اکسید کربن به دلیل دارا بودن طعم ترش (خاصیت اسیدی) نسبت به منو اکسید کربن قابل تشخیص است.

به همین دلیل عدم امکان شناسایی از روی رنگ یا بو، به گاز منو اکسید کربن لقب قاتل خاموش را نیز داده اند.

حد مجاز گاز منوکسیدکربن(CO)

بر طبق استاندارد ها حد مجاز گاز منوکسید کربن در محیط زندگی نباید بیشتر از 9 الی 10 ppm باشد. البته در مدت زمان کوتاه مقدار حد مجاز منوکسید کربن می تواند بیشتر شود. در محیط های کار بر اساس استاندارد حدود مجاز شغلی که مرکز سلامت محیط کار منتشر می کند، مقدار غلظت گاز CO نباید از 25 ppm بیشتر باشد.

در نمودار زیر مقدار غلظت مجاز گاز منو اکسید کربن، بر حسب زمان نشان داده شده است. دقت داشته باشید که این نمودار بیشتر برای درک ارتباط حد مجاز غلظت CO با زمان است و اعداد آن ممکن است دقیق نباشد.

 

طراحی تهویه تونل

شبیه سازی تهویه (CFD)

ارائه راهکار کاهش آلودگی هوا در شهر ها

طراحی تهویه پارکینگ با جت فن

شبیه سازی آتش سوزی

مدلسازی دود

شرکت آراکو، محمد قربانعلی بیک

09124780268 

02166129745

02166561974 

www.araco.ir

آلودگی هوا و آلاینده های صنعتی و شهری

آلودگی هوا 

Air pollution 

مؤسسه حفاظت از محیط زیست آمریکا EPA، شش آلاینده اصلی هوا را به عنوان معیار انتخاب نموده و این آلاینده ها را به دو دسته آلاینده اولیه و  آلاینده ثانویه تقسیم کرده است. آلاینده‌های اولیه هوا موادی هستند که بر اثر واکنش های شیمیایی و به ویژه احتراق، به محیط وارد می‌شوند و شامل پنج گاز آلاینده منو اکسید کربن(CO)، دی‌ اکسید نیتروژن(NO2)، دی‌ اکسید گوگرد و اکسید گوگرد(SO2)، ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرون(PM-10) و سرب Pb می‌باشد. آلاینده‌ های ثانویه هوا به موادی اطلاق می‌شود که در اثر فعل و انفعالات موجود در جو زمین بوجود می‌آید و در این گروه می‌توان از ازن(O3) نام برد.

دانلود مقالات و جزوات آموزشی در مورد آلودگی هوا(PDF)

با توجه به بروز مشکلات فراوان در زمینه آلودگی هوا در کلان شهر ها و شهر های بزرگ مانند تهران، اصفهان، مشهد، اهواز، تبریز، آبادان و سایر شهر ها، در این بخش به ارائه توضیحات تکمیلی در خصوص گازها و عوامل آلاینده به صورت اجمالی می پردازیم. در ابتدا این بخش توضیحی در خصوص واحد PPM - پی پی ام - که به عنوان واحد اندازه گیری آلاینده ها شناخته می شود، ارائه می کنیم.

واحد PPM چیست؟

PPM مخفف Part Per Million به معنی واحد در میلیون می باشد. همانطور که درصد جهت تعریف واحد در صد می باشد. ppm یک کمیت بدون واحد است و جهت مشخص کردن میزان بسیار کمی از مواد استفاده می شود.

قسمت در واحد سنجش یک کمیت بدون بعد است. کمیت بدون بعد (Dimensionless quantity) در تحلیل ابعادی به کمیتی اطلاق می‌شود که فاقد یک واحد فیزیکی مشخص باشد. این نوع کمیت‌ها در فیزیک، ریاضی، علوم اقتصادی و مهندسی به چشم می‌خورد. این کمیت‌ها معمولا از نسبت دو کمیت با واحدهای مشابه یا نسبت دو عبارت جبری با واحدهای یکسان تشکیل می‌شود. برای مثال مفهوم 2 PPM، یعنی 2 میلی گرم از یک ماده حل شونده در 2 کیلوگرم از حلال حل شده است و یا 2 سانتی متر مکعب از یک گاز معین در 2 متر مکعب از هوا وجود دارد. در واقع یکای هر دو جزء مورد نظر (حل شونده و حلال) می‌بایست یکی باشد تا در نهایت ppm یک کمیت بدون بعد باشد. 

گاز آلاینده منو اکسید کربن(CO)

گاز آلاینده منوکسید کربن، گازی بی رنگ و بی بو ولی بسیار سمی است. منبع اصلی تولید منوکسید کرین، موتورهای احتراق داخلی مانند خودرو های سواری و سنگین هستند. گاز منواکسید کربن در هوای آزاد و به مقدار کم، زندگی بیماران قلبی و ریوی، کودکان و افراد مسن را به خطر می اندازد و در افراد سالم باعث سردرد، سرگیجه، خستگی زیاد و تحریک اعصاب می شود. استنشاق گاز CO در محیط های در بسته و سقف دار، به خصوص تونلها، سوله ها و کارخانجات در زمان طولانی و با غلظت بالا، حتی می تواند باعث خفگی و مرگ شود.

حد مجاز گاز CO، بسته به نوع محیط متفاوت می باشد. به عنوان مثال حد مجاز گاز CO - منو اکسید کربن در محیط های شغلی با در نظر گرفتن زمان قرارگرفتن در معرض این گاز متفاوت است که این میزان در کتاب حدود مواجهه استاندارد شغلی درج شده است. 

گاز آلاینده منو اکسید کربن یا قاتل خاموش چیست؟

دانلود کتاب حدود مواجهه شغلی و سایر مراجع در حوزه تهویه صنعتی و شبیه سازی

آلاینده اکسیدهای نیتروژن(NOX)

دی‌اکسید ‌نیتروژن که بیشتر از سایر اکسیدهای نیتروژن در هوا منتشر می‌شود گازی است قهوه‌ای رنگ و بدبو که توسط وسایل نقلیه موتوری و کارخانجاتی که از موتورهای احتراق داخلی استفاده می‌کنند، وارد هوا می‌شود. این گاز باعث تحریک چشمها و قسمتهای عمقی ریه‌ شده و موجب بروز خستگی مفرط و افزایش موارد بیماری می‌گردد. علاوه بر این منوکسید نیتروژن و دی اکسید نیتروژن به گیاهان صدمات زیادی وارد می‌کنند. اکسیدهای نیتروژن نیز بیشتر از خودرو های سنگین مانند اتوبوس، کامیون، مینی بوس و وانت تولید می شود. علاوه بر موارد ذکر شده، اکسید های نیتروژن که شامل دی اکسید نیتروژن و مونو اکسید نیتروژن می شود، توسط لکوموتیو (قطار) و هواپیما نیز تولید می گردد. به همین دلیل مناطقی از شهر که نزدیک ایستگاه راه آهن یا فرودگاه هستند، از آلودگی هوای بیشتری رنج می برند و درصد آلاینده منوکسید نیتروژن و گاز دی اکسید نیتروژن در آنها به شدت بالا است.

باید توجه داشت که منوکسید نیتروژن - NO حد مجاز پایین تری نسبت به منو اکسید کربن - CO داشته و خطرات بیشتری ایجاد می کند.

آلاینده اکسیدهای گوگرد(SOx)

گاز آلاینده دی‌ اکسید گوگرد (SO2)که بیشتر از دیگر اکسیدهای گوگرد در هوا منتشر می‌شود، گازی است بی‌رنگ و بدبو که باعث تحریک مجاری تنفسی بخصوص حلق، بینی و حنجره شده و ایجاد برونشیت‌های مزمن، آسم و آمفیزم می‌کند. منبع اصلی تولید این گاز، احتراق گازوئیل و مازوت در منازل، کارخانجات و وسایل نقلیه موتوری است. درعین حال باید توجه داشت که یکی از مهمترین منابع تولید این گاز در ایران، خودروهای سنگین می باشد.

دلیل این مطلب وجود درصد نسبتا بالای گوگرد در سوخت سنگین (گازوئیل، نفت خام و مازوت) است که در ایران بسیار شایع می باشد. همانند اکسید های نیتروژن، گاز آلاینده دی اکسید گوگرد نیز در اطراف نیروگاه، ایستگاه قطار و راه آهن، فرودگاه و محل دپوی اتوبوسها از غلظت بسیار بالایی برخوردار است که برای ساکنین این مناطق می تواند خطر آفرین باشد.

ذرات معلق هوا (PM 10) (PM 2.5)

ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرومتر به دلیل راهیابی به سیستم تنفسی، به عنوان شاخص اصلی مواد معلق آلاینده در هوا معرفی می‌شوند. بر اساس مطالعات ذرات معلق در مقایسه با گاز های اکسید گوگرد و اکسیدهای ازت برای سلامتی مخاطره آمیزتر است و مقدار بیش از حد مجاز آن در تشدید بیماریهای قلبی ریوی، کاهش مقاومت سیستم ایمنی بدن در مقابل بیماریها، از بین رفتن بافت ریه، آسم کودکان، مرگ و میر زودرس و سرطان نقش عمده‌ای دارد.

منشا تولید ذرات معلق در شهرها خودرو های سنگین است. لیکن در ایران منشا این ذرات به خصوص در شهرهای غربی و جنوبی کشور مانند اهواز، آبادان و ... ریزگرد ها هستند. علاوه بر شهرهای استان خوزستان که در معرض ذرات معلق PM هستند، استان سیستان و بلوچستان و شهر زابل نیز به شدت در اثر نفوذ ریزگردها، دچار آلودگی هوا است.

ذرات معلق در مقایسه با سایر گازهای آلاینده که وارد سیستم متابولیسم بدن می شوند، از جهاتی خطر بیشتری دارند، زیرا به صورت مستقیم وارد ریه شده و جذب نخواهند شد. 

توضیحات تکمیلی درباره ریزگرد و ذرات معلق آلاینده

باید توجه داشت که به منظور ارائه راهکار در خصوص کاهش آلودگی هوا و گازهای آلاینده و ریزگرد ها، ابتدا باید مطالعات دقیقی در خصوص شرایط اقلیمی و جغرافیایی موقعیت مورد نظر انجام داد و حتی جهت و شدت متوسط جریان باد غالب را بررسی نمود تا بتوان راهکاری را برای مقابله با ذرات معلق و ریزگرد ها شناسایی نمود که البته این روش در هر منطقه، نتایج متفاوتی خواهد داد که تابع شرایط آن محدوده می باشد. 

دانلود مقاله با موضوع تاثیرات ریزگرد ها و ذرات معلق PM بر سلامتی

PM effect on health article - PDF

فیلم معرفی آلاینده های اصلی(گازهای آلاینده هوا)

دانلود فیلم آموزشی درمورد آلودگی هوا - National GEO air pollution

 

شبیه سازی جریان هوا در فضاهای شهری

ارائه راهکار کاهش آلودگی هوا در شهر ها

طراحی تهویه صنعتی و تهویه موضعی LEV

طراحی و شبیه سازی  تهویه تونل و زیرگذر با جت فن

طراحی و شبیه سازی تهویه پارکینگ با جت فن

شبیه سازی و تحلیل سیالاتی تهویه تونل و تهویه صنعتی

شبیه سازی CFD تهویه

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268 

02166129745

02166561974 

www.araco.ir

[e-mail]

دانلود مقاله و PDF آموزشی در مورد آلودگی هوا

انواع آلاینده های هوای درون ساختمان و اثرات آنها بر سلامت

مقاله آشنایی با آلودگی هوا شرکت پخش فرآورده های نفتی