تهویه مطبوع پارکینگ چند طبقه، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

توضیحات

شرح پروژه تهویه مطبوع پارکینگ چند طبقه

در این پروژه به شبیه سازی تهویه مطبوع پارکینگ چند طبقه با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم.

 در این پروژه یک پارکینگ شافل به طور کامل در سه طبقه طراحی شده و هشت خودرو در طبقات آن قرار گرفته است. در این نوع پارکینگ خودروها به گونه ای پارک می شوند که برای ورود و خروج باید به صورت پازل عمل کنند. به این ترتیب فضای یک ماشین خالی است و با حرکت دادن پازل به صورت افقی یا عمودی می توان خودروها را پارک کرد یا از پارک خارج کرد. در این پروژه فرض بر این است که جریان مونوکسید کربن از طریق اگزوز خودروی میانی از طبقه دوم به داخل پارکینگ ساطع شده و فضای داخلی آن را آلوده می کند. هدف این پروژه طراحی سیستم تهویه مناسب برای جلوگیری از انتشار آلاینده ها و کمک به حذف این گازها در داخل پارکینگ است. بنابراین در سقف پارکینگ از هواکش های متعددی استفاده شده است.

مدل حاضر با استفاده از نرم افزار ANSYS Design Modeler به صورت سه بعدی طراحی شده است. مدل فعلی مربوط به پارکینگ چند طبقه از نوع پارکینگ شافل با ساختمانی ساده است که داخل آن هشت خودرو طراحی شده است. یک مرز در درگاه اگزوز خودروی میانی به عنوان منبع انتشار مونوکسید کربن و چندین مرز به عنوان پانل ها یا دریچه هایی برای خروج هوای آلوده در سقف پارکینگ تعریف شده است.

ما مش بندی مدل را با استفاده از نرم افزار ANSYS Meshing انجام داده ایم. نوع مش بدون ساختار است. تعداد سلول های محاسباتی 1467439 می باشد.

روش های استفاده شده

مدل انتقال گونه ها (Species Transport) برای شبیه سازی فرآیند انتشار مونوکسید کربن به هوای داخل پارکینگ استفاده شده است. بنابراین تعداد گونه های گازی از جمله هوا و مونوکسید کربن (CO) برابر است با دو. خروجی اگزوز به عنوان شرایط مرزی ورودی تعریف می شود. به طوری که کسر جرمی CO برابر با 1 است. یک UDF نیز برای تعریف نرخ جریان جرمی گاز منتشر شده استفاده شده است. زیرا بسته به زمان، دبی مونوکسید کربن می تواند صفر یا دارای مقدار متغیر باشد. برای دریچه های هوا در سیستم تهویه، مقدار صفر برای کسر جرمی مونوکسید کربن استفاده می شود. با این حال، شرط سرعت ورودی برای تعریف شرایط مرزی این شیرهای خروجی استفاده می شود، اما مقدار سرعت به عنوان یک مقدار منفی اعمال می شود.زیرا هدف جلوگیری از جریان هوای آلوده داخل پارکینگ است تا از طریق این دریچه ها با سرعت معینی از پارکینگ خارج شود. برای مقایسه عملکرد دریچه های تهویه، مقدار قدرت مکش یا همان مقدار سرعت تعریف شده منفی در این محدودیت های خروجی مختلف در نظر گرفته می شود. به طوری که مقدار سرعت شیرهای انتهایی پارکینگ مقداری برابر با 2- دارد. 5 m.s-1 و مقدار سوپاپ های اولیه (بالاتر از اگزوز خودرو) مقداری برابر با -10 m.s-1 دارد.

این شبیه سازی به صورت وابسته به زمان (گذرا، ناپایا، Transient) انجام شده است.

نتایج شبیه سازی تهویه مطبوع پارکینگ چند طبقه

در پایان فرآیند شبیه سازی، مسیر خروجی اگزوز مونوکسید کربن از درگاه اگزوز خودرو نمایش داده می شود. در سیستم تهویه مذکور از دریچه های ورودی هوای متعدد در سقف پارکینگ جهت رفع آلودگی های محیطی استفاده شده است. چهار پنل برای خروج هوا در قسمت انتهایی و دو پنل برای خروج هوا در قسمت جلوی پارکینگ تعبیه شده است. همچنین هوای تازه ورودی به این سیستم تهویه از صفحه فیلتر روی دیوار پارکینگ پشت خودروها در طبقه وسط و پنل جلویی خودروها در طبقه پایین تامین می شود. اگر چه قدرت مکش پانل های انتهایی سقف (-2.5-ms-1) کمتر از قدرت مکش پانل های جلویی (-10-ms-1) است، اما جریان گاز پس از پراکندگی در داخل پارکینگ از همان پانل های انتهایی به محیط بیرون مکش می شود.

زیرا فشار هوای ورودی به پارکینگ در دیوار عقب خودروها در طبقه وسط مانع از خروج مستقیم گاز مونوکسید کربن از اگزوز به دریچه اگزوز واقع در بالای آن می شود. در ادامه، کانتورهای دو بعدی و سه بعدی مربوط به سرعت، کسر جرمی مونوکسید کربن، کسر جرمی هوا، و کسر جرمی گرادیان مونوکسید کربن به دست می‌آیند. همچنین با استفاده از دستور iso-surface لایه ای از گاز CO با کسر جرمی 001/0 تشکیل می شود تا نحوه رها شدن گاز در محیط را به صورت افکت گرافیکی نشان دهد. به طور کلی، این خطوط به خوبی نشان می دهد که گاز مونوکسید کربن ساطع شده از درگاه اگزوز خودرو به سرعت در فضای داخلی پارکینگ ناپدید می شود. بنابراین سیستم تهویه مورد نظر به خوبی عمل می کند و از پخش شدن چشمگیر گاز در داخل پارکینگ جلوگیری می کند. ما تمام نتایج، از جمله خطوط مسیر جریان را در 5400 ثانیه به دست آوردیم.