تهویه مطبوع یک دفتر با دو فن، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

شرح پروژه (تهویه مطبوع دفتر)

هدف از مسأله حاضر، شبیه سازی عددی تهویه مطبوع یک دفتر با دو فن با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) است.

پروژه حاضر عملکرد جریان هوای مبتنی بر فن را در داخل یک دفتر برای عملیات تهویه مطبوع (HVAC)، شامل یک کامپیوتر و چهار لامپ شبیه‌سازی کرد. این کامپیوتر از پلاستیک ساخته شده است و منبع حرارتی معادل 700 وات بر مترمکعب در نظر گرفته می‌شود؛ در حالی که مواد هر لامپ شیشه‌ای است و منبع حرارتی برابر با 2500 وات بر مترمکعب دارد.

برای انتقال جریان هوا به داخل دفتر، دو عدد فن در قسمت بالایی دو دیوار دفتر نصب می‌کنیم. همچنین فرض کردیم که درها و پنجره‌های دفتر دارای انتقال حرارت همرفتی با هوای محیط هستند.

مدل سه بعدی حاضر با استفاده از نرم افزار دیزاین مدلر (Design Modeler) طراحی شده است. هندسه شامل یک فضای مکعبی به عنوان دفتر برای عملیات تهویه مطبوع است که از اجزای مختلفی از جمله افراد، لامپ‌ها، رایانه‌ها، میزها و غیره تشکیل شده است.

سپس مش بندی با استفاده از نرم افزار انسیس مشینگ (ANSYS Meshing) انجام شده است. مش بندی از نوع بدون سازمان (unstructured) بوده و تعداد 547820 سلول ایجاد شده است.

روش‌های استفاده شده

از آنجایی که در مدل حاضر، جریان هوا توسط فن‌ها با سرعتی بالا دمیده می‌شود، از مدل گاز ایده آل (ideal gas) برای تعریف هوا استفاده می شود؛ زیرا جریان هوا در طول فرآیند تراکم پذیر است.

در جریان‌های تراکم پذیر، چگالی مقدار ثابتی نیست و با فشار و دما تغییر می‌کند که با رابطه قانون گاز ایده آل محاسبه می‌شود.

نتایج

هدف مسأله حاضر، بررسی تأثیر جریان هوای دمیده شده برروی اجزا و افراد درون دفتر است. همچنین، ما تأثیر جریان هوا را بر منابع گرمایی اعمال شده در مدل شبیه‌سازی می‌کنیم. سرعت و عملکرد حرارتی دو فن به راحتی از کانتورها (contour) و بردارهای (vector) مرتبط قابل مشاهده است.

هر فن دارای یک پرش فشار چند جمله‌ای (polynomial pressure jump) است که در نرم افزار فلوئنت شناسایی شده است. همچنین با در نظر گرفتن چند منبع حرارتی، عملکرد HVAC این دو فن برای این دفتر بزرگ منطقی به نظر می‌رسد.