بررسی و تحلیل شبیه سازی پدیده انتقال حرارت در نرم افزار انسیس فلوئنت

بررسی و تحلیل شبیه سازی پدیده انتقال حرارت در نرم افزار انسیس فلوئنت

بررسی و تحلیل شبیه سازی پدیده انتقال حرارت در نرم افزار انسیس فلوئنت

بررسی و تحلیل شبیه سازی پدیده انتقال حرارت در نرم افزار انسیس فلوئنت

مبحث انتقال حرارت یکی از مهمترین و جذاب ترین زمینه های مطرح در علم مهندسی مکانیک به شمار می رود. به گونه ای که بسیاری از مسائل مرتبط با علم مهندسی مکانیک را دربر می گیرد. از این رو بررسی رفتار جریان سیال همراه با انتقال حرارت از اهمیت بسیاری برخوردار می باشد.

یکی از عمده ترین کاربردهای پدیده انتقال حرارت سیال مربوط به مبحث تهمویه مطبوع ساختمان های مسکونی و صنعتی می باشد. البته در هرکدام از این موارد، نتیجه مطلوب بستگی به خواسته های موردنظر از سیستم تهویه بستگی داشته و باید به آن توجه شود.

به طور مثال در تهویه مطبوع مربوط به ساختمان های مسکونی، همواره فراهم آوردن شرایط آسایش تعیین شده با توجه به تحقیقات به عنوان نتایج مطلوب درنظر گرفته می شود، که البته این شرایط مطلوب به شرایط آب و هوایی منطقه مورد نظر نیز وابسته است. در تهویه مطبوع صنعتی نیز همواره شرایط خاصی مدنظر می باشد. یکی دیگر از مهمترین کاربردهای انتقال حرارت نیز به مبحث تهویه مطبوع مکان های مربوط به نگهداری و انتقال مواد خوراکی و غیر خوراکی مربوط می شود.

روش های مختلف انتقال حرارت در هر شرایطی متفاوت می باشد. به عنوان مثال در اتاق هایی با نمایی رو به فضای بیرون (دیوار یا پنجره) که تمام دیوراه های اتاق و یا فقط تعدادی از دیواره ها با هوای بیرون از اتاق در ارتباط هستند، سه روش اصلی انتقال حرارت باید برای شبیه سازی درنظر گرفته شود.

در اینگونه هندسه ها انتقال حرارت کلی موجود در فضای حجم کنترل در نظر گرفته جهت شبیه سازی برآیندی از میزان انتقال حرارت انجام گرفته به سه روش انتقال حرارت هدایتی، جابجایی و تشعشعی می باشد. انتقال حرارت هدایتی درون دیواره ها و تمامی مرزهای دارای ضخامت این حجم کنترل جریان دارد. انتقال حرارت جابجایی در هردوطرف دیواره ها بین هوای درون اتاق و دیواره ها و همچنین بین هوای بیرون اتاق و دیواره ها وجود دارد. انتقال حرارت تشعشعی نیز بین دیواره های اتاق و خورشید برقرار است. اما در اتاق هایی که تحت تابش خورشید نباشد، پدیده های انتقال حرارت تاثیرگذار بر میزان انتقال حرارت تنها دو روش هدایتی و جابجایی می باشد.

یکی از نکات مهم و کلیدی در زمینه شبیه سازی جریان سیال در نرم افزار هایی همچون انسیس فلوئنت درک فیزیک مساله می باشد. همواره برداشت کلی از رفتار جریان درون یک حجم کنترل بسیار مهم می باشد. اولین مرحله یک شبیه سازی بررسی تمامی پارامترهای تاثیر گذار بر رفتار جریان همراه با در نظر گرفتن میزان تاثیرگذاری هرکدام از پارامترها می باشد. باید خاطرنشان کرد که این مهارت تنها با آموزش صحیح، انجام شبیه سازی های اصولی و مهمتر از همه دید فیزیکی صحیح و تاحد امکان نزدیک به واقعیت امکان پذیر می باشد.

هرچند بدون این مهارت ها هم می توان شبیه سازی ها را انجام داد، اما هزینه های بالای آزمون های سعی و خطایی اجازه تکرار اینگونه اشتباهات را عملا از فرد صلب خواهد کرد.

به عنوان مثال در بررسی انتقال حرارت درون یک اتاق که هیچ کدام از دیواره ها با خورشید در زاویه دید مستقیم نیست، نیازی به در نظر گرفتن انتقال حرارت تشعشعی نیست!!!!
یا در انتقال حرارت درون اتاقی که هیچگونه سیستم تهویه مطبوعی در آن بکار نرفته است و تنها یک منبع گرمایی درون آن قرار داده شده است (مانند یک شوفاژ) و هیچ کدام از دیواره ها نیز با خورشید انتقال حرارت تشعشی ندارد، تنها مکانیزم های انتقال حرارتی موثر در این شبیه سازی، جابجایی و هدایت می باشد. حال فرض کنید از ضخامت دیواره ها نیز صرف نظر کنیم. در این صورت انتقال حرارت هدایتی نیز دیگر در کار نخواهد بود. تنها مکانیزم انتقال حرارتی حاکم جابجایی خواهد بود. از آنجاییکه فرض کردیم که هیچگونه سیستم تهویه مطبوعی نیز در این مثال در نظر گرفته نشده است و همچنین فرض می شود که در این هندسه هیچگونه ورودی جریان هوا در نظر گرفته نشده است، در نهایت تنها مکانیزم انتقال حرارت حاکم انتقال حرارت جابجایی طبیعی خواهد بود.

خب حالا باید شرایطی که انتقال حرارت جابجایی طبیعی در این شبیه سازی ایجاد میکند را به دقت مورد بررسی قرار داد تا بتوان بهترین شبیه سازی ممکن با کمترین هزینه محاسباتی انجام داد.
همانطور که می دانیم، در انتقال حرارت جابجایی طبیعی نیروهایی که موجب تغییرات سرعت ذرات هوا شده و در نهایت جریان سیال را به حرکت وا میدارد، نیروهای بویانسی و گرانش می باشد. تغییرات چگالی هوا با توجه به تغییرات دما موجب حرکت سیال گرم از پایین به بالا شده و گرما را درون اتاق انتقال می دهد که نتیجه انتقال حرکت سیال می باشد.

نکته مهمی که باید در اینجا در نظر گرفته شود روابط تغییرات چگالی سیالی همچون هوا با تغییرات دما می باشد. در اینگونه مسائل عموما برای محاسبه تغییرات چگالی سیال مورد بررسی از قوانین گاز ایده‌آل استفاده می شود. هرچند در بعضی مسائل که تغییرات دمایی بسیار شدید نمی باشد، معادله بوزینسک بیشتر توصیه می شود.( تجربه نشان داده است که استفاده از این رابطه موجب همگرایی بهتر و زودتر نتایج می شود.)

مثال های مطرح شده نشان می دهد که قبل از هرگونه شبیه سازی باید بداینم که به دنبال چه چیزی هستیم .

 

با توجه به دقت بالای نرم افزار ANSYS Fluent در تحلیل پدیده های انتقال حرارتی، استفاده از این نرم افزار جهت شبیه سازی و تحلیل این پدیده ها به صورت گسترده ای استقبال شده است. از دیگر کاربردهای انتقال حرارت که البته تعداد بسیار زیادی را نیز دربر می گیرد، میتوان به مواردی همچون بررسی انتقال حرارت درون مبدل های حرارتی، تغییر فازهای یک سیال، تهویه مطبوع انواع مکان های مسکونی و صنعتی و ….. که تنها نمونه هایی از مسائل بی شمار انتقال حرارت محسوب می شود، اشاره نمود.

خدمات شرکت پردازشگران مهر

برای مدلسازی  و شبیه سازی جریان انتقال حرارت ، در نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) با ما تماس بگیرید. شرکت ما کارشناسان را در زمینه های مختلف مهندسی جمع آوری کرده است تا از کیفیت شبیه سازی CFD اطمینان حاصل شود. شرکت مهر اولین شرکتی است که شما می توانید با اطمینان خاطر سفارش پروژه CFD خود را آنلاین انجام دهید. یکی از اهداف ما این است که استفاده از روش های قدرتمند محاسباتی دینامیک سیالات را افزایش داده و مهندسان و کسانی که به دنبال دانش حرفه ای در CFD هستند را آموزش دهیم.

شبیه سازی های دینامیک سیالات محاسباتی با خدمات ما آسان خواهد شد. برای آموزش کاربرد های CFD و نرم افزارهای شبیه سازی با ما تماس بگیرید. پیشنهاد ما به شما خدمات زیر است. آموزش فلوئنت ,آموزش دینامیک سیالات محاسباتی ,انجام پروژه فلوئنت,مشاوره CFD ,شبیه سازی با فلوئنت,انجام شبیه سازی با فلوئنت,مشاوره پایان نامه فلوئنت,آموزش پایان نامه فلوئنت. مهندسان با تجربه ما مشاوره پیشرفته و پشتیبانی فنی مناسب را برای پروژهای دانشگاهی و صنعتی در اختیار شما قرار خواهند داد. شرکت پردازشگران مهر دارای سال ها تجربه در مدیریت و انجام پروژه های CFD است. ما آماده ایم که بهترین خدمات شبیه سازی را در فیلدهای مختلف مهندسی به شما ارائه دهیم.

ارسال دیدگاه

پیگیری سفارش
لیست مقایسه
شگفت انگیز ها
logo-samandehi