دستگاه اسپری خوشبو کننده هوا، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

توضیحات

شرح پروژه (اسپری خوشبو کننده)

هدف از این مسأله، شبیه سازی عددی دستگاه اسپری خوشبو کننده هوا (air freshener) با استفاده از انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) است.

دستگاه اسپری خوشبو کننده هوا برای پاشش مواد معطر استفاده می‌شود. این دستگاه در خانه‌ها و اماکن عمومی استفاده می‌شود. مکانیزم این دستگاه‌ها براساس عمل اسپری (spray) است. مایع معطر در محفظه این دستگاه‌های خوشبو کننده هوا پر شده است. سپس با عمل پاشش در فضای اطراف پخش می‌شوند.

هندسه مدل را به صورت سه بعدی با استفاده از نرم افزار دیزاین مدلر (Design Modeler) طراحی کردیم. هندسه مربوط به یک دستگاه خوشبو کننده هوا است. ناحیه محاسباتی شامل یک باکس نمونه در اطراف این دستگاه برای مطالعه فرآیند پاشش در این فضا می‌باشد.

سپس مدل را با استفاده از انسیس مشینگ (ANSYS Meshing) مش بندی کردیم.  مش بندی از نوع بدون سازمان (unstructured) بوده و تعداد 357758 سلول ایحاد شده است.

روش‌های استفاده شده

در این پروژه، فرآیند پاشش ذرات معطر را از یک دستگاه خوشبو کننده هوا شبیه سازی کرده‌ایم. بنابراین باید از دیدگاه لاگرانژی (Lagrangian) استفاده کنیم. براساس این دیدگاه، باید یک ماده را به صورت ذره به ذره در یک فضای گسسته بررسی کنیم.

از این‌رو، از مدل فاز گسسته (Discrete Phase Model (DPM)) استفاده کردیم. سپس یک فرایند تزریق (Injection) برای انتشار ذرات گسسته از دستگاه خوشبو کننده تعریف کرده‌ایم.

نوع تزریق به صورت مخروطی (conical) و نوع ذرات انتشار یافته به صورت قطره‌ای (droplet) است. تزریق ذرات گسسته از نظر زمانی به صورت ناپایا (unsteady) است و در بازه زمانی 0.4 ثانیه اتفاق می‌افتد.

برای استفاده از تزریق قطرات، مدل انتقال گونه‌ها (species transport) را نیز تعریف کرده‌ایم. ما سه گونه حجمی (volumetric species) شامل اکسیژن، نیتروژن و بخار آب را تعریف کردیم.

نتایج

پس از پایان فرایند حل، ما ردیابی دنباله ذرات (particle tracking) را بررسی کردیم. در زمان‌های مختلف، ما ردیابی دنباله ذرات را بررسی کرده‌ایم. ما همچنین انیمیشنی از تزریق یا انتشار ذرات از دستگاه خوشبو کننده هوا به دست آوردیم.

با بررسی حرکت هر ذره در طول زمان می‌توان روند پاشش این دستگاه را بررسی کرد. نتایج نشان می‌دهد که شبیه سازی به درستی انجام شده است. این دستگاه خوشبو کننده هوا ذرات معطر را به خوبی اسپری می‌کند.