عنوان پایان‌نامه
مدلسازی عددی و بهینه‌سازی محل موانع در اتاق‌های تمیز
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3454;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78266;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3454;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78266
- تاریخ دفاع
- ۰۸ دی ۱۳۹۵
- دانشجو
- صابر خورشیدی
- استاد راهنما
- بهرنگ سجادی
- چکیده
- در طی چند دهه اخیر کاربرد اتاق های تمیز در صنایع پزشکی، دارویی و میکروالکترونیک رشد فزاینده ای پیدا کرده است. هدف از طراحی یک فضای تمیز، کنترل ذرات آلاینده در آن محیط می باشد. سیستم های تهویه مطبوع در فضای تمیز وظیفه دارند که زمان باقی ماندن ذرات آلاینده در اتاق را به حداقل مقدار ممکن برسانند. عوامل فراوانی بر عملکرد سیستم تهویه در بیرون راندن ذرات تاثیر دارند که یکی از مهمترین عوامل نقش موانع جریان می باشد. در تمامی بررسی های پیشین فقدان بررسی مکان بهینه موانع مشاهده می شود و در تمامی موارد دو یا چند محل مانع با یکدیگر مقایسه شده اند. اتاق تمیز مورد بررسی دارای ابعاد3×3×3 مترمکعب با دو دریچه ورودی و یک دریچه خروجی است. همچنین یک میز به عنوان مانع جریان، در اتاق در نظر گرفته شده است. برای مدلسازی جریان آشفته درون اتاق از مدلk-? استاندارد استفاده شده است. اعتبار سنجی نتایج با مقایسه آنها با داده های تجربی صورت گرفته است. همچنین برای بررسی ذرات از دیدگاه اویلری استفاده می شود. به منظور بهینه سازی، از الگوریتم ژنتیک با جمعیت اولیه و تعداد نسل برابر 20 استفاده شده است. بهینه سازی محل موانع در دو مرحله انجام شده است. در مرحله اول با قرار دادن دریچه های ورودی در مرکز اتاق، محل بهینه مانع بدست آمده است. در این حالت زمان تخلیه ذرات آلاینده %25 کاهش می یابد. در مرحله دوم و با قرار دادن دریچه های ورودی در محل بهینه، محل بهینه جدید تخت، توانایی کاهش زمان تخلیه ذرات آلاینده به میزان %54 را دارد. در نتیجه ی دو مرحله بهینه سازی، نسبت به حالت متداول اتاق های تمیز، میزان تخلیه ذرات آلاینده %66 کاهش می یابد. همچنین در حالت کلی می توان نتیجه گرفت که محل بهینه مانع جریان به محل دریچه های ورودی وابسته است. واژه‌های کلیدی: اتاق تمیز، الگوریتم ژنتیک، مدلسازی عددی، موانع جریان
- Abstract
- During recent decades, the application of clean rooms in medical industries, medicine and microelectronics has increased efficiently. The aim of designing a clean room is designing a clean atmosphere in which polluting particles controlled. The air conditioning systems in a clean room function in a way that they decrease the remaining time of the polluting particles to the minimum degree. A lot of factors in the function of air condition systems affect on taking the particles away. One of the most important factors is the role of the flow obstacles. In all previous researches the lack of investigation of the optimizing obstacle location has been observed. In all cases, just two or several obstacles location are compared. The size of the chosen room is cubic meters with two inlets and one outlet. Furthermore, desk as a flow obstacle is chosen in the room. For modeling of turbulent flow inside the room the RNG k-? model is used. The validation of the results is done by comparing them with experimental data. The oulerian approach is used for modeling particles. For optimization, a genetic algorithm with initial population and generation equal to 20 is used. The optimization of the particle location is done in two steps. In the first step, the inlets are situated at the center of the room and in this way the optimization of obstacle location is calculated. In this situation, the evacuation time of the polluting particles is decreased by 25% . in second step and with placing inlets in the optimized location, the optimized obstacle location decreased the evacuation time of polluting particles by 54%. As a result of two steps optimization, the amount of evacuation time is decreased by 66% in comparison to initial situation. It can also be concluded that the optimized location of the obstacle is dependent on the location of inlets.
