Yπολογιστική προσομοίωση ροϊκού πεδίου αέρα από γραμμικά στόμια κλιματισμού με σταθερά πτερύγια τοποθετημένα με σταθερό βήμα και δυνατότητα διαφορετικής κλίσης εκροής
Loading...
Date
2024-10-16
Authors
Ρόζος, Νικόλαος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως στόχο τη διερεύνηση της ροής αέρα μέσω στομίων σε ένα δωμάτιο καθορισμένων διαστάσεων και την ανάλυση των βασικών χαρακτηριστικών μεγεθών της ροής. Τα χαρακτηριστικά αυτά μεγέθη συνοψίζονται στα εξής: ταχύτητα εξόδου, βεληνεκές, ανύψωση, πτώση, διάχυση, πτώση πίεσης και επίπεδο θορύβου. Όλα τα παραπάνω χαρακτηριστικά μεγέθη, πλην της πτώσης πίεσης που υπολογίστηκε μόνο υπολογιστικά, προσδιορίστηκαν τόσο υπολογιστικά με χρήση του προγράμματος ANSYS Fluent όσο και πειραματικά. Πιο συγκεκριμένα, διενεργήθηκαν αναλύσεις και προσομοιώσεις μέσω του προγράμματος ANSYS Fluent για τρία διαφορετικά στόμια (L13 400x100, L13 500x200, L13.15 400x100). Οι πειραματικές μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε έναν ειδικά διαμορφωμένο χώρο (αίθουσα διαστάσεων 10 x 5,5 x 2,75 m) στο Εργαστήριο Μηχανικής των Ρευστών του Πανεπιστημίου Πατρών. Το πρώτο κεφάλαιο είναι εισαγωγικό και περιλαμβάνει τον σκοπό της μελέτης και την ιστορική αναδρομή του κλιματισμού. Το δεύτερο κεφάλαιο καλύπτει το θεωρητικό πλαίσιο, περιγράφοντας τις βασικές αρχές του αερισμού και του κλιματισμού, καθώς και τα εξαρτήματα των συστημάτων αυτών, δίνοντας έμφαση στα διάφορα είδη στομίων, καθώς και στον ορισμό των χαρακτηριστικών μεγεθών της ροής. Στο τρίτο κεφάλαιο, γίνεται αναλυτική περιγραφή της πειραματικής μελέτης (εγκατάσταση, όργανα, διαδικασία) που εκπονήθηκε. Το τέταρτο κεφάλαιο αφορά την Υπολογιστική Ρευστοδυναμική (CFD), όπου παρουσιάζονται οι αλγόριθμοι επίλυσης των εξισώσεων του CFD, τα μοντέλα τύρβης και ιξώδους. Στο πέμπτο κεφάλαιο, αναλύεται η μεθοδολογία και ο σχεδιασμός του προβλήματος, ενώ στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των αναλύσεων. Το ανώτατο όριο της ροής αέρα καθορίστηκε με βάση τη μέγιστη επιτρεπτή ταχύτητα εξόδου από το στόμιο, η οποία ορίστηκε στα 10 m/s. Η περιοχή ενδιαφέροντος είναι η ζώνη όπου επικρατούν συνθήκες άνεσης για τους καθήμενους, με την ταχύτητα του αέρα να περιορίζεται στα 0,5 m/s στην παρούσα μελέτη. Τέλος, στο έβδομο κεφάλαιο εξάγονται τα συμπεράσματα, όπου σχολιάζονται τα αποτελέσματα των αναλύσεων, συγκρίνονται μεταξύ τους και με τα πειραματικά δεδομένα, ενώ παράλληλα διατυπώνονται σημαντικά συμπεράσματα για τη χρήση των στομίων.
Description
Keywords
Στόμια, Ροή αέρα, Υπολογιστική ρευστοδυναμική, Χαρακτηριστικά μεγάθη, Πειραματικές μετρήσεις