عنوان پایان‌نامه
مدل‌سازی عددی و بهینه‌سازی محل دریچه‌های سیستم تهویه مطبوع در اتاق‌های تمیز
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3453;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78215;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3453;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78215
- تاریخ دفاع
- ۰۸ دی ۱۳۹۵
- دانشجو
- محسن حاتمی نسب
- استاد راهنما
- بهرنگ سجادی
- چکیده
- امروزه اتاق‌های تمیز در صنایع مختلفی کاربرد دارند. هدف از طراحی یک اتاق تمیز کنترل میزان ذرات آلاینده در محیط آن است. به این منظور لازم است ورود، تولید و باقی‌ماندن ذرات در فضای تمیز به حداقل برسد. با توجه به اهمیت توزیع هوا در کیفیت هوای اتاق‌های تمیز در این مطالعه به بررسی عددی تاثیر محل دریچه‌های ورودی هوا بر الگوی جریان هوا و همچنین توزیع و خارج‌کردن ذرات آلاینده از اتاق تمیز با استفاده از رویکرد اولری - اولری پرداخته شده است. هدف از انجام این تحقیق بهینه‌سازی محل دریچه‌های ورودی به‌منظور به حداقل رساندن زمان تخلیه و خارج‌کردن هر چه سریع‌تر ذرات آلاینده از اتاق تمیز می‌باشد. بهینه‌سازی محل دریچه‌های ورودی با استفاده از الگوریتم ژنتیک با فرض استفاده از دو دریچه‌ی سقفی چهارطرفه صورت گرفته است. نتایج حاکی از آن است که با قرارگیری دریچه‌های ورودی هوا در محل بهینه، زمان تخلیه‌ی ذرات آلاینده نسبت به مدل اولیه 78 ثانیه کاهش می‌یابد و بهبود 60/94 درصدی مشاهده می‌گردد. اگرچه در مدل اولیه همانند مدل بهینه در قسمت مرکزی اتاق که معمولا افراد در آن حضور دارند، نواحی با سرعت هوای زیاد وجود ندارد، اما در حالت بهینه اثری از گردابه‌ها و جریان‌های چرخشی که در مدل اولیه وجود داشت، دیده نمی‌شود. در مقاطع مختلف بررسی بر روی غلظت ذرات آلاینده در اتاق صورت گرفت و در بررسی‌های صورت گرفته، در مدل بهینه نواحی حاوی ذرات آلاینده نسبت به مدل اولیه کوچک‌تر می‌باشند. همچنین با مقایسه‌ی مقادیر بحرانی غلظت ذرات در دو مدل، تا نزدیک به 80 درصد بهبود در مدل بهینه دیده می‌شود به گونه‌ای که در نزدیکی سطح کف اتاق بهبود 81 درصدی در کاهش غلظت ذرات آلاینده در مدل بهینه نسبت به مدل اولیه دیده می‌شود. تحقیق حاضر به شناخت بهتر عملکرد سیستم تهویه اتاق‌های تمیز کمک می‌کند و نتایج آن می‌تواند در طراحی مؤثرتر سیستم‌های تهویه و انتخاب محل دریچه‌های ورودی هوا با توجه به هندسه‌ی اتاق و موانع موجود در آن، برای کنترل سطح ذرات آلاینده در این‌گونه فضاها مفید باشد.
- Abstract
- In these days, the cleanrooms have application in diverse industries. The purpose in designing a cleanroom is to control the amount of contaminant particles in the space. As a result the amount of introduction, generation, and retention of contaminant particles in the clean space need to be minimized. With considering the role of air distribution in the air quality of cleanrooms, an Eulerian-Eulerian approach numerical analysis method is used to study the effect of air-inlet locations on air flow, contaminant particles distribution, and purifying air from particles. The purpose of this research is to optimize the air-inlet locations to minimize the evacuation time and purifying the air from contaminant particles processes in the cleanroom. This optimization is proceeded by genetic algorithm with the assumption of using two four-sided inlets on the roof. The results indicate that by placing the air-inlets in the optimized locations, the evacuation time is reduced by 78 seconds with respect to the first model which is 60.94% more efficient. However, in both models, in the central area of the cleanroom, there is no air with high speed zone, but in the optimized model, there is no effect of vorticities. in different sections, air particles concentrations is studied in the room. The result demonstrate that in the optimized model, the areas containing contaminant particles were smaller than the first model. Moreover, by comparing the critical values of particles concentrations in both models, a 80% improvement can be seen with 81% improvement in contaminant particles reduction in the area near the floor with respect to the first model. This research would help in understanding the procedure of air conditioning of cleanrooms, and the results could be used to design more effective ventilation systems with better locations for air-inlets with respect to the geometry of the room and obstacles inside it to control the level of air contaminant particles in its space. Keywords: CleanRoom, Optimization, Evacuation Time, Eulerian-Eulerian Approach, Genetic Algorithm
