عنوان پایان‌نامه
مدلسازی تجربی و تحلیل محاسباتی جت هوای گرم تخلیه ش
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 35373;کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1229
- تاریخ دفاع
- ۰۶ شهریور ۱۳۸۶
- دانشجو
- احسان معلم
- استاد راهنما
- وحید اصفهانیان
- چکیده
- با توجه به تحقیقات اخیر انجام شده در زمینه شبیه سازی جریانهای ایجاد شده در فضاهای مورد تهویه، دینامیک محاسباتی سیالات کاربرد بسیار وسیعی در شبیه سازی صحیح هوای خروجی از دریچه تغذیه هوا و یا خارج کردن آلاینده ها در جهت تهویه موثر و مصرف انرژی کمتر بدست آورده است. در این تحقیق یک اتاق سه بعدی با مقیاس واقعی که به یک دستگاه یونیت هیتر مجهز شده است، به شکل عددی و تجربی شبیه سازی شده است. هوا از دریچه مستطیل شکل دستگاه یونیت هیتر خارج شده و درون اتاق پخش میگردد. این مطلب مشخص شد که با مدل جریان مغشوش آر ان جی کی-اپسیلون و همچنین اصلاح شبکه بصورت محلی، این مدل میتواند نتایج بسیار خوبی در پیش بینی جریان جت هوای خارج شده از یونیت هیتر بدست آورد. دو حالت جداگانه مورد بررسی قرار گرفتند: در حالت یکنواخت و همدما، جت هوا با همان دمای فضای مورد نظر به آن وارد می‌شود در حالیکه در حالت غیر همدما، جت هوای گرم به فضایی با دمای کمتر از خود جت وارد می‌شود. برای بررسی صحت نتایج بدست آمده، نتایج حاصل با کارهای تحقیقاتی دیگر محققان مقایسه شده است. نتایج حاصل از حل میدان سرعت و شکل جریان جهت بهینه سازی طراحی توزیع هوا در فضاهای مورد تهویه، برای مثال جهت جلوگیری از لایه لایه شدن هوا با دماهای مختلف که نهایتا باعث مصرف انرژی بیشتر خواهد شد، مورد استفاده قرار خواهد گرفت. بعلاوه طراحی توزیع هوا میتواند به گونهای انجام گیرد که که بیشینه سرعت هوا کمتر از بیشینه مجاز (50 فوت در دقیقه) جهت جلوگیری از بوجود آمدن شرایط نامطلوب حفظ شود.
- Abstract
- Research attention has recently been given to the patterns of air circulation within rooms and through buildings, to ensure that supply air and pollutant removal requirements are effectively obtained without undue use of energy resources. Since the pioneering work of numerical simulation by the International Energy Agency (IEA) Annex 20 project, it is clear that Computational Fluid Dynamics (CFD) has gained widespread application in analyzing indoor air flow and heat and mass transfer in buildings as a powerful design tool for the ventilation system design and optimization, especially with ever-increasing availability of high performance computing facilities. In this research, a full scale 3-D room equipped with a unit heater device, located in the upper mid-height of the room, has been simulated numerically. The air exits from the unit heater rectangular outlet and spreads into the room. It is found that with ReNormalization Group (RNG) k-? turbulence model and local mesh refinement, this model can give a good prediction of jet flow issued from unit heater outlet. Two separate cases have been considered. In the steady state isothermal case, the air jet and the room have the same temperature but in time dependent non-isothermal case, a hot air jet spreads into the room with lower environment temperature. In order to verify the numerical procedures, the results have been compared with other research works. Measuring points are arranged according to Annex 20 project recommended positions and velocity measurements using hot wire thermal anemometry are performed and are compared against numerical solution of modeling the test case. The numerical simulation of air flow pattern is used to optimize the ventilation design, i.e. to avoid temperature stratification which causes increased energy consumption. In addition, the air velocity could be designed to be under maximum acceptable level (50 fpm) in occupied zone in order not to cause occupant discomfort.
