رطوبت زدایی رطوبت (HDH)، شبیه سازی با انسیس فلوئنت
۳,۶۰۰,۰۰۰ تومان تخفیف دانشجویی
- در این پروژه به شبیه سازی سیستم رطوبت زدایی (HDH) ، از طریق نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم.
- هندسه این پروژه با نرم افزار ANSYS Design Modeler طراحی شده است.
- مش بندی این پروژه را با نرم افزار ANSYS Meshing انجام داده ایم.
- نوع مش در کیس اول هیبرید بوده و تعداد سلول های محاسباتی 206928 سلول می باشد.
- نوع مش در کیس دوم بدون ساختار بوده و دارای 553086 سلول محاسباتی می باشد.
- از مدل فاز گسسته سیال (DPM) در این شبیه سازی استفاده کرده ایم.
- مدل انتقال گونه ها (Species Transport) استفاده شده است.
- از مدل جریان چندفازی VOF استفاده کرده ایم.
- ناحیه متخلخل در این پروژه فعال می باشد (Porous zone)
- هردو مرحله رطوبت (Humidification) و رطوبت زایی (Dehumidification) در این پروژه شبیه سازی شده است.
بر روی افزودن به سبد خرید کلید کرده و فایل های هندسه، مش و فیلم آموزشی جامع را دریافت کنید.
برای سفارش پروژه خود و یا بهره مندی از مشاوره رایگان، با کارشناسان ما از طریق ایمیل ([email protected])، پشتیبانی آنلاین و یا واتس اپ (09126238673) در ارتباط باشید.
برای کنترل کیفیت خدمات ما میتوانید از محصولات رایگان استفاده کنید.
توضیحات
شرح پروژه رطوبت زدایی رطوبت (HDH)
این پروژه CFD در مورد سیستم رطوبت زدایی (HDH) از طریق نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) است.
سیستم HDH مدلی از روش های نمک زدایی آب است. مکانیسم این روش بر اساس فرآیندهای مرطوب سازی و رطوبت زدایی است. یک طرف سیستم اواپراتور یا رطوبت ساز است و طرف دیگر کندانسور یا رطوبت گیر. آب سرد وارد لوله های مارپیچی داخل رطوبت گیر (کندانسور) می شود. سپس گرمای بخار داخل پوسته را می گیرد. دریافت حرارت تا متراکم شدن بخار ادامه می یابد و در نتیجه آب داخل لوله گرم می شود. این آب گرم وارد رطوبت ساز (اواپراتور) می شود و آب گرم روی صفحات فیلتر اواپراتور پاشیده می شود. این قطرات با هوای خشک خارج از کندانسور مخلوط می شوند و بخار مرطوب یا هوای مرطوب را تشکیل می دهند. بخار حاصل خالص است و ناخالصی آن در اواپراتور ته نشین می شود. این بخار خالص توسط بخاری دوباره گرم شده و وارد کندانسور می شود.
اکنون داخل پوسته کندانسور با لوله های آب تغذیه سرد در تماس است (همانطور که قبلا ذکر شد)تحت رطوبت یا تقطیر آب خالص از بخار قرار می گیرد. مکانیسم این سیستم از دو مرحله (رطوبت و رطوبت زدایی) تشکیل شده است. بنابراین دو شبیه سازی برای این مشکل انجام شده است. اولین شبیه سازی رطوبت را بررسی کرد. هوای خشک از پایین محفظه به سمت بالا جریان دارد. همزمان قطرات آب نمک داغ از طریق چندین سوراخ داخل محفظه پاشیده می شود. قطرات موجود در قسمت غشایی محفظه با جریان هوا برخورد می کنند و پس از تبخیر، هوای مرطوب تولید می کنند. این بخار خالص و بدون نمک است. شبیه سازی دوم رطوبت زدایی را بررسی کرد. جریان هوای مرطوب ایجاد شده از مرحله قبل وارد محفظه می شود. در داخل محفظه، لوله های مارپیچی برای حمل جریان آب خنک کننده در نظر گرفته شده است. تماس بخار داغ با سطح سرد لوله مارپیچی باعث تراکم و تولید آب شیرین می شود.
برای سادگی، مدل سازی لوله حذف شده است و دیواره لوله با شرایط مرزی حرارتی دمای ثابت (دمای خنک کننده) تعریف می شود. هندسه پروژه حاضر با نرم افزار ANSYS Design Modeler به صورت سه بعدی مدل سازی شده است. سپس مدل با نرم افزار ANSYS Meshing مش بندی شده است. مش مدل اول ترکیبی است (ترکیبی از ساختار یافته و بدون ساختار). تعداد سلول های تولیدی برابر با 206928 است. مش مدل دوم بدون ساختار است و 553086 سلول ایجاد شده است.
روش های استفاده شده
در شبیه سازی اول، آب نمک از بالای محفظه پاشیده می شود. بنابراین لازم است فاز گسسته را تعریف کنیم. برای حل معادلات سیال و بررسی رفتار سیال می توان از دو رویکرد استفاده کرد. در رویکرد اویلری، سیال یک محیط پیوسته فرض می شود و عناصر درون سیال باید برای حل معادلات در نظر گرفته شوند. در رویکرد لاگرانژی، سیال به عنوان ذرات گسسته در نظر گرفته می شود و رفتار سیال باید ذره به ذره بررسی شود. در محفظه رطوبت، هوای خشک به صورت سیال پیوسته و قطرات اسپری آب به صورت فاز مجزا وارد محفظه می شود. در این پروژه از مدل فاز گسسته سیال (DPM) استفاده شده است.
فاز گسسته ناپایدار است و با فاز پیوسته تعامل دارد. پس از فعال سازی مدل فاز گسسته، لازم است تزریق تعریف شود. نوع پاشش ذرات سطحی است.
ذرات به صورت قطرات پاشیده می شوند که در نتیجه تبخیر به بخار مرطوب تبدیل می شوند. قطر ذرات برابر با 1e-6 متر است و در 10 ثانیه آزاد می شود. از آنجایی که هوای خشک وارد محفظه می شود و بخار مرطوب در داخل محفظه تولید می شود، باید از Species Model استفاده کرد.برای این منظور از مدل انتقال گونه ها (Species Transport Model) استفاده شده است. این مدل با حل معادلات انتقال گونه های گازی تعریف شده سروکار دارد. علاوه بر این، نیازی به تعریف واکنش شیمیایی بین گونه ها نیست.
همچنین غشاهایی در قسمت میانی محفظه رطوبت قرار می گیرند تا به فرآیند تغییر فاز کمک کنند. برای مدلسازی این غشاها از یک محیط متخلخل استفاده شده است. تخلخل (معادل نسبت حجم خالی به حجم کل)، مقاومت ویسکوز (معکوس نفوذپذیری) و مقاومت اینرسی باید در گزینه های متخلخل تعیین شود. در شبیه سازی دوم نیازی به تعریف فاز گسسته نیست زیرا هیچ پاششی رخ نمی دهد. تنها تغییر فاز از بخار به آب در محفظه رطوبت گیر رخ می دهد. بخار خالص تولید شده از مرحله قبل به آب شیرین تبدیل می شود. بنابراین تا زمانی که بتوان از دو فاز شامل مایع آب و بخار آب به طور همزمان استفاده کرد از مدل چند فازی استفاده می شود.
در این شبیه سازی از مدل چند فازی VOF (Volume of Fluid) استفاده شده است. این مدل می تواند دو فاز را به طور کامل از یکدیگر جدا کرده و مرز مشخصی را بین دو فاز ایجاد کند. همچنین، انتقال جرم بین آب و بخار برای تغییر فاز باید تعریف شود. این تغییر فاز بر حسب تبخیر-تراکم تعریف می شود. مکانیسم تبخیر – میعان بر اساس معادلات لی است. برای این معادلات، دمای اشباع و فرکانس تبخیر و میعان باید تعیین شود.
نتایج شبیه سازی رطوبت زایی رطوبت (HDH)
پس از پایان شبیه سازی اول، کانتورهای مربوط به کسر جرمی هوا و بخار آب و غلظت ذرات گسسته به دست آمده است. از آنجایی که این شبیه سازی ناپایدار است، نتایج فقط مربوط به ثانیه آخر شبیه سازی است. همچنین دو انیمیشن برای درک بهتر نتایج این مشکل تهیه شده است. یکی کانتور تغییرات در کسر جرمی h2O تولید شده را در یک صفحه دو بعدی بررسی می کند. هواپیما در حال عبور از اتاقک است. دیگری بررسی می کند که چگونه قطرات آب در طول زمان با استفاده از ردیابی ذرات پاشش می کنند.
نتایج نشان می دهد که با گذشت زمان، قطرات به طور منظم از دهانه های بالایی محفظه به سمت پایین پاشیده می شوند تا برای برخورد با هوای خشک آماده شوند. همچنین نتایج نشان می دهد که با گذشت زمان h2O به تدریج تولید می شود و به سمت خروجی بالایی محفظه حرکت می کند. این نشان می دهد که شبیه سازی به درستی انجام شده است زیرا هدف مشکل تولید هوای مرطوب بوده است. علاوه بر این، نمودار کسر جرمی h2o تولید شده در طول زمان به دست آمده است. این طرح ثابت می کند که با گذشت زمان، بخار بیشتری تولید می شود.
این نشان می دهد که شبیه سازی به درستی انجام شده است زیرا هدف مشکل تولید هوای مرطوب بوده است. علاوه بر این، نمودار کسر جرمی h2o تولید شده در طول زمان به دست آمده است. این طرح ثابت می کند که با گذشت زمان، بخار بیشتری تولید می شود. پس از پایان شبیه سازی دوم، خطوط دوبعدی سرعت، دما، سرعت انتقال جرم (از بخار به آب) و کسر حجمی آب و بخار به دست آمده است. این شبیه سازی به صورت پیوسته و مستقل از زمان انجام شده است.
نتایج نشان دهنده تغییر فاز در نواحی اطراف لوله مارپیچ سرد است. کانتور دما نشان می دهد که دمای بخار در مجاورت لوله سرد کاهش یافته و به زیر دمای اشباع رسیده است. بنابراین، میعان (تبدیل بخار به آب) باید انجام شود. کانتور سرعت انتقال جرم نیز به خوبی نشان می دهد که تغییر فاز در مناطقی با دمای کمتر از دمای اشباع رخ می دهد. علامت منفی نشان دهنده تغییر فاز از بخار به مایع است (زمانی که تغییر فاز از آب به بخار انجام شود مثبت می شود). همچنین، کانتور تغییرات در کسر حجمی آب و بخار، وقوع میعان را تأیید می کند. در نتایج مشاهده می شود که بیشترین مقدار آب تولیدی در مجاورت لوله های سرد به دست می آید.
Leave a customer review
محصولات مرتبط
-
اسپری خشک کن ، شبیه سازی با انسیس فلوئنت
۱,۶۳۲,۰۰۰ تومان تخفیف دانشجویی
تماس با واتس آپ
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.