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