تهویه اتاق ژنراتور به کمک فن‌ها، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

توضیحات

شرح پروژه (ژنراتور)

هدف از این مسأله، شبیه سازی عددی یک سیستم تهویه برای اتاق ژنراتور (generator) با به‌کارگیری فن‌ها (fsn) با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) است.

ژنراتور یکی از پرکاربردترین و ضروری‌ترین منابع برق در صنایع مختلف هست. ژنراتور گرمای زیادی تولید می‌کند و اگر چندین ژنراتور با هم باشند، آسایش حرارتی (thermal comfort) را تحت تأثیر قرار می‌دهد. بنابراین، اپراتورها در تابستان به دلیل گرمای شدید نمی‌توانند به ژنراتورها نزدیک شوند.

بنابراین برای حل این مسأله، چند فن در داخل اتاق ژنراتور قرار داده می‌شود تا دمای داخلی برای اپراتورها مناسب شود.

مدل حاضر را به صورت سه بعدی با استفاده از نرم افزار دیزاین مدلر (Design Modeler) طراحی کردیم. هندسه این مدل شامل یک فضای مستطیلی است که 32 ژنراتور دیزلی درون آن قرار گرفته است.

سپس مدل را با استفاده از نرم افزار انسیس مشینگ (ANSYS Meshing) مش بندی کردیم. مش بندی از نوع با سازمان (structured) بوده و تعداد 3854957 سلول ایجاد شده است.

روش‌های استفاده شده

در این پروژه، سیستم گرمایش، تهویه مطبوع و هواسازی (HVAC) یک اتاق ژنراتور با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت شبیه سازی شده است.

در حالت اولیه، اتاق ژنراتور بدون فن شبیه سازی شده است. مشاهده می‌شود که دمای اتاق با 32 ژنراتور بسیار بالا است. سپس از سی‌ودو فن با 11000 CFM استفاده می‌شود که دما را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.

با این حال، برای برای بهبود تهویه و دما و به دست آوردن آسایش حرارتی مطلوب بین ردیف‌های ژنراتور، 32 فن با 36500 CFM اضافه شده است.

مدل توربولانسی k-epsilon realizable برای حل معادلات سیال آشفته استفاده می‌شود و معادله انرژی (energy equation) نیز برای محاسبه تغییر دما با اتاق ژنراتور فعال شده است.

نتایج

این پروژه با هدف ایجاد آسایش حرارتی مناسب برای اتاق ژنراتور انجام شد. در شبیه سازی اول، زمانی که هیچ فنی روشن نبود، مشاهده شد که دمای بین ژنراتورها بیش از 49 درجه سانتی گراد است.

بنابراین تصمیم گرفته شد برای کاهش دما از فن استفاده شود. پس در شبیه سازی دوم از 32 فن کوچک استفاده شده است که هر کدام 11000 CFM دارند. نتیجه گیری می‌شود که دمای اتاق بهبود یافته و به 36 درجه سانتیگراد کاهش یافته است.

سپس تصمیم گرفته شد که از 64 فن (32 فن 11000 CFM و 32 فن 13500 CFM) برای بهبود آسایش حرارتی اتاق ژنراتور در شبیه سازی بعدی استفاده شود.

آخرین نتایج شبیه سازی نشان می‌دهد که سرعت جریان هوا درون اتاق نسبت به شبیه سازی قبلی بهبود یافته است و دمای بین ژنراتورها برابر با دمای بیرون (30 درجه سانتیگراد) است.