طراحی تهویه تونل راه آهن و مترو

Railway and metro tunnel ventilation

طراحی سیستم تهویه تونل راه آهن(Railway tunnel ventilation system)، از جهاتی به طراحی تهویه تونل راه (جاده ای) شباهت دارد، اما با توجه به ویژگی های خاص حمل و نقل ریلی (مترو) و راه آهن، برای طراحی تهویه تونل در حمل و نقل ریلی باید با مفاهیم اصلی و برخی جزئیات آشنایی داشت.

باید توجه کرد که به دلیل استفاده از لکوموتیوهای دیزلی(Diesel electric locomotives)، طراحی تهویه تونل های راه آهن با طراحی تهویه تونل های مترو کاملا متفاوت می باشد.

نمونه جت فن های نصب شده در داحل تونل ریلی برای اجرای تهویه تونل

با مراجعه به اطلاعات استخراج شده در خصوص وضعیت ناوگان و لکوموتیوها، می توان میزان گازهای خروجی از لکوموتیو را با در نظر گرفتن سرعت طرح و بهره برداری مسیر و تعداد لکوموتیوهای هر قطار و نیز شبیه سازی حرکتی انجام شده در آن مسیر،محاسبه نمود. محاسبه میزان گاز های خروجی از لکوموتیو ها نیاز به آشنایی با صنعت حمل و نقل ریلی و نحوه کار لکوموتیو های دیزل الکتریک دارد.

در طراحی تهویه تونلهای راه آهن، در صورت عدم آشنایی شرکت مشاور با اطلاعات و جزئیات ویژه راه آهن و لکوموتیو دیزلی و یا با مبنا قرار دادن سیستم تهویه مترو که به دلیل برقی بودن قطارها، آلاینده چندانی تولید نمی کند، میزان هوای محاسبه شده جهت تهویه کافی نبوده و موجب بروز مشکلات و خسارات جبران ناپذیری در زمان ساخت و بهره برداری می گردد.

علاوه بر این در هنگام طراحی تهویه تونل ریلی باید به مساله گاباری و الزامات نصب جت فن در داخل تونل نیز توجه ویژه ای داشت. یکی از موارد دیگری که در تهویه تونل در راه آهن باید مورد توجه قرار گیرد، یک خطه یا دو خطه بودن مسیر است. این مورد در روش تهویه تونل تاثیر قابل توجهی دارد.

انواع روش های طراحی تهویه تونل

غیر از طراحی تهویه تونل های جدید در راه آهن، یکی از مواردی که در حوزه ریلی اهمیت ویژه ای دارد، بهینه سازی تهویه تونل های موجود برای قطار است. دلیل این مساله افزایش ترافیک تونل راه آهن در مقایسه با زمان احداث و همچنین بالا رفتن توان لکوموتیو های مورد استفاده و در در نتیجه بیشتر شدن مقدار گازهای آلاینده است.

به عنوان مثال وضعیت تونل های محور لرستان حد فاصل دورود اندیمشک به خاطر قدیمی بودن زمان احداث تونل ها چندان مناسب نیست و افزایش غلظت آلاینده ها در تونل های راه آهن لرستان موجب بروز مشکلات فراوانی می گردد. از جمله این مشکلات می توان به بروز خطرات تنفسی برای مسافرین، کاهش توان لکوموتیو و در مواردی خاموش شدن لکوموتیو اشاره کرد.

شبیه سازی و سیمولیشن تهویه تونل راه آهن و مترو

برای بررسی طراحی درست تهویه تونل، از سیمولیشن و شبیه سازی استفاده می شود. شبیه سازی تهویه - Ventilation CFD روش مناسبی برای مشاهده نحوه حرکت جریان هوا، سرعت، فشار و دمای هوا در نقاط مختلف تونل است. با سیمولیشن تهویه، هزینه های خرید تجهیزات، سعی و خطا و طراحی مجدد کم خواهد شد. 

ویژگی ها و مزیت های شبیه سازی و سیمولیشن تهویه

سیمولیشن و مدلسای دیگری که در مورد تهویه تونل ریلی می توان انجام داد، شبیه سازی آتش گرفتن قطار و نحوه انتشار و گسترش دود در داخل تونل است. این شبیه سازی کمک می کند اگر قطاری در داخل تونل به دلیل فنی یا بروز حادثه آتش گرفت، سناریو های مختلف خروجی مسافرین از داخل واگن های قطار و بیرون بردن افراد از داخل تونل بررسی شود.

امکانات و قابلیت های شبیه سازی و سیمولیشن آتش سوزی، حریق و دود

شرکت آراکو با سابقه مناسب در حوزه طراحی و شبیه سازی تهویه تونل و نیز آشنایی کامل با صنعت راه آهن و حمل و نقل ریلی آمادگی خود را جهت انجام پروژه های طراحی و شبیه سازی تهویه تونل های راه آهن و مترو و نیز طراحی و شبیه سازی تهویه ایستگاههای مترو اعلام می دارد.

 

شبیه سازی جریان هوا در تهویه تونل راه آهن 

طراحی تهویه تونل راه آهن و تونل ریلی

شبیه سازی آتش سوزی و حریق در تونل

انجام پروژه شبیه سازی دود در تونل

انجام پروژه شبیه سازی سیالات و انتقال حرارت

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

09124780268 

021-66129745

021-66561974 

www.araco.ir

[e-mail]

سیمولیشن جریان هوا(فشار، سرعت، دما)

Ventilation CFD and air flow simulation

وقتی که یک ساختمان، سوله، کارخانه یا مجتمع مسکونی را می سازیم، حتما به مساله تهویه هم باید توجه کنیم. از نظر هدف تهویه، دو روش محتلف وجود دارد.

1- تهویه مطبوع که هدف اصلی آن رساندن دمای محیط به دمای مطبوع برای افراد است. تهویه مطبوع بیشتر در ساختمانها، مجتمع های مسکونی، پاساژ ها، هتل ها و مکان های مشابه کاربرد دارد. تهویه مطبوع شامل گرمایش در زمستان و سرمایش در تابستان است.

2- تهویه صنعتی که هدف اصلی آن، خارج کردن گاز های آلاینده های صنعتی و وارد کردن هوای تازه به محیط است. در واقع تهویه صنعتی برای تنفس بهتر کارگران و پرسنل مشغول در یک محیط مثل سوله یا کارخانه، انجام می شود. یکی دیگر از اهداف تهویه صنعتی، کاهش دمای تجهیزات یا دستگاههای خاص است.

در مراحل طراحی تهویه مطبوع و تهویه صنعتی، محاسبه مقدار ظرفیت سرمایش یا گرمایش دستگاه های تهویه و توان فن ها از روی فرمول و با توجه به شرایط محیطی انجام می شود. اما جاگذاری و موقعیت آنها در بیشتر حالت ها به صورت تجربی است. 

تهویه مجموعه ای از طراحی ها، تجهیزات و فرآیندهایی است که در آن سعی می شود، هوای محیط کار یا زندگی برای افراد سالم و معتدل باشد.

شبیه سازی و سیمولیشن تهویه که با عنوان HVAC CFD شناخته می شود یک روش مهندسی برای درک بهتر شرایط تهویه هوا در محیط است. مهمترین برتری سیمولیشن جریان هوا و تهویه این است که قبل از خرید و نصب تجهیزات تهویه مطبوع و تهویه صنعتی، می توانیم ببینیم کیفیت تهویه در قسمت های مختلف محیط چگونه است. در واقع هزینه سیمولیشن تهویه خیلی کمتر از خرید یا نصب اشتباه تجهیزات است.

در ادامه بیشتر با مفهوم شبیه سازی یا سیمولیشن حرکت و سرعت جریان هوا و گرمایش و سرمایش آشنا می شویم.

مفهوم سیمولیشن CFD

مکانیک شاره‌ها یا مکانیک سیالات به انگلیسی(Fluid mechanics) یکی از شاخه‌های وسیع در مکانیک محیط‌ های پیوسته را تشکیل می‌دهد. مکانیک سیالات هم با همان اصول مربوط به مکانیک جامدات آغاز می‌شود، ولی با این تفاوت که سیالات بر خلاف جامدات قادر به تحمل تنش برشی نیست. با دانستن این مسئله معادله هایی برای تحلیل حرکت سیالات طرح ریزی شده است. این معادلات به احترام ناویه و استوکس دو ریاضی‌دان بریتانیایی و فرانسوی به نام معادلات ناویه-استوکس نامیده می‌شوند. تحلیل و شبیه سازی های سیالات و انتقال حرارت یا CFD - Computational Fluid Dynamics در حقیقت حل معادله ناویر استوکس برای حجم های کوچک از مدل 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 می شود. با بررسی موتور های جستجو مانند گوگل - Google به اطلاعات بیشتری در مورد شبیه سازی جریان هوا و سیمولیشن تهویه دست پیدا می کنید.

با انجام شبیه سازی و سیمولیشن تهویه می توانیم مسیر حرکت جریان هوا در محیط و پارمتر هایی مثل سرعت، فشار و دمای هوا را در نقاط مختلف متوجه شویم

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.

نتایج سیمولیشن جریان هوا و انتقال حرارت

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. موارد مهمی که در تحلیل های سیالاتی و انتقال حرارت می توان محاسبه کرد عبارت است از :

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

- پلات و کانتر 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 : فلوئنتFluent ، انسیس Ansys و فلو-ورکز 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

سیمولیشن تهویه تونل

مدل سازی تهویه پارکینگ

تحلیل حریق و آتش در تونل

طراحی و شبیه سازی تهویه دیتا سنتر و ماینینگ فارم

سیمولیشن جریان هوای تهویه یا شبیه سازی HVAC CFD یکی از انواع تحلیل های سیالات و انتقال حرارت است که به صورت ویژه، وضعیت سیستم تهویه را بررسی می کند. در شبیه سازی تهویه، مانند تهویه پارکینگ، تهویه دیتا سنتر، تهویه هتل و ... ، در مرحله اول مدل سه بعدی از فضای مورد نظر برای سیمولیشن ساخته می شود. در ادامه و با استفاده از اطلاعات و محاسبات سیستم تهویه موجود، ورودی ها و خروجی های هوا و شرایط دما و فشار مشخص می شود. نتیجه شبیه سازی تهویه HVAC، مشخص شدن مسیر حرکت جریان هوا، وضعیت انتقال حرارت تجهیزات و مشخص شدن مقدار دما در نقاط مختلف است.
در واقع سیمولیشن سی اف دی، کیفیت طراحی تهویه مطبوع یا تهویه صنعتی را در مکان هایی مانند دیتا سنتر، اتاق سرور، سالن اجتماعات، لابی هتل، پارکینگ طبقاتی و شرکت ها و کارخانه ها مشخص می کند.

در این حوزه شرکت آراکو با تجربه پروژه های صنعتی با استفاده از نرم افزارهای بروز شبیه سازی آمادگی دارد پروژه های شبیه سازی و تحلیل تهویه و انتقال حرارت را به صورت داخلی و یا خارجی طبق نظر کارفرما به انجام رساند.

مزایا و خروجی شبیه سازی و سیمولیشن تهویه(CFD HVAC)

نمونه پروژه های شبیه سازی مسیر حرکت هوا

مشخصات برخی از پروژه های انجام شده توسط شرکت آراکو با این نرم افزار به شرح ذیل می باشد:

- پروژه تحلیل سیالاتی و انتقال حرارت جریان هوا در ایر درایر

- تحلیل آئرودینامیکی جریان هوا در سرعتهای مختلف بر روی بدنه قطار

- سیمولیشن سیالاتی و انتقال حرارت جریان هوا درون اتاق موتور لکوموتیو

- تحلیل انتقال حرارت مبدل حرارتی گاز به گاز

- پروژه شبیه سازی جریان هوا و انتقال حرارت المان های برد الکتریکی(PCB Simulation)

- سیمولیشن تهویه اتاق سرور

- تحلیل تهویه پارکینگ و شبیه سازی آتش سوزی در پارکینگ

- پروژه سیمولیشن تهویه سوله با جت فن و فن اگزاست

- شبیه سازی CFD تهویه تونلهای سعادت شهر - امام زاده هاشم - کبیر کوه و .....

- پروژه شبیه سازی جریان هوا و تهویه گلخانه شیشه ای

- سیمولیشن خشک کن آجر

 

---

طراحی و شبیه سازی تهویه صنعتی

سیمولیشن جریان هوا فیلتر

انجام پروژه های سیمولیشن سی اف دی - CFD صنعتی

شبیه سازی سیالات و انتقال حرارت 

پروژه و سیمولیشن تهویه پارکینگ

شرکت آراکو، محمد قربانعلی بیک

09124780268 

02166129745

02166561974 

[e-mail]

خدمات شبیه سازی سیالات و انتقال حرارت