ارائه یک شیوه جایگزین برای طراحی کانالهای انتقال هوا از طریق برنامه نویسی در نرم افزار EES

الموضوعات : یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی

ایمان زحمتکش ¹ (گروه مکانیک، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران)

تاريخ الإرسال : 07 الأحد , شوال, 1443 تاريخ التأكيد : 07 السبت , صفر, 1444 تاريخ الإصدار : 25 الثلاثاء , محرم, 1444

الکلمات المفتاحية: روش سطح پاسخ, فن, تعیین اندازه, نرم افزار EES, کانال هوا,

ملخص المقالة :

در طراحی کانالهای هوا ابتدا یک سرعت مجاز برای هوا در شاخه اصلی در نظر می گیرند. سپس، بر اساس این سرعت و دبی در شاخه اصلی، قطر کانال و اتلاف هد در آن تعیین می شود. البته، برای کانالهای مستطیلی، ابعاد را با توجه محدودیت ارتفاع کانال مشخص می کنند. سپس، قطر کانال (یا ابعاد کانال مستطیلی) در شاخه های دیگر بر پایه دبی در هر شاخه و مقدار اتلاف هد شاخه اصلی به دست می آید. در پایان، هد فن بر پایه اتلاف هد در پراتلافترین شاخه تعیین می شود. بدیهی است که در صورت تغییر در شرایط، همه محاسبات باید تکرار شود. برای رفع این مشکل، در مقاله حاضر یک شیوه جایگزین از طریق برنامه نویسی در نرم افزار EES پیشنهاد می شود. در این روش، کافیست یک بار، شاخه ها به نرم افزار معرفی شوند. در ادامه، با تغییر شرایط، تنها لازم است برنامه دوباره اجرا شود. به منظور نمایش برتری این روش، از آن برای طراحی یک کانال نمونه استفاده می شود. در ادامه، یک تحلیل پارامتری برای تحلیل اثر ارتفاع کانال و سرعت در شاخه اصلی بر سطح ورق مصرفی انجام می شود. این تحلیل با استفاده از روش سطح پاسخ صورت می گیرد.

المصادر:

[1] Li, A., Liu, Z., Zhu, X., Liu, Y., Wang, Q., (2010), The Effect of Air-conditioning Parameters and Deposition Dust on Microbial Growth in Supply Air Ducts, Building and Environment 42, pp 449–454.

[2] Lu, H., Lu, L., (2016), CFD Investigation on Particle Deposition in Aligned and Staggered Ribbed Duct Air Flows, Applied Thermal Engineering 93, pp. 697–706.

[3] Lu, H., Lu, L., Jiang, Y., (2016), Numerical Simulation of Particle Deposition in Duct Air Flows with Uniform, Expanding or Contracting Cross-section, Energy and Buildings 128, pp. 867–875.

[4] Chen, H., Cai, W., Chen, C., (2016), Fan-independent Air Balancing Method Based on Computation Model of Air Duct Systems, Building and Environment 105, pp. 295–306.

[5] Cui, C., Zhang, X., Cai, W., Jing, G., (2018), A Novel Online Air Balancing Method for the Ventilation Duct System via Distributed Cooperative Control, Building and Environment 146, pp. 177–189.

[6] Przydrozny, E., Przydrozna, A., Szczesniak, S., (2018), Energy Efficient Setting of Supply Air Temperature in Dual-duct Dual-fan Ventilation Systems with Extract Air Circulation, Thermal Science and Engineering Progress 5, pp. 69–85.

[7] Taheri, A., Khoshnevis, A.B., and Lakzian, E., (2020), The Effects of Wall Curvature and Adverse Pressure Gradient on Air Ducts in HVAC Systems Using Turbulent Entropy Generation Analysis, International Journal of Refrigeration 113, pp. 21–30.

[8] Park, H., Bach, C.K., (2021), Performance Characterization of Air Mixing Devices for Square Ducts, Applied Thermal Engineering 199, 117495.

[9] Xie, Z., Xiao, Y., Jiang, C., Ren, Z., Li, X., Yu, K., (2021), Numerical Research on Airflow-dust Migration Behavior and Optimal Forced Air Duct Installation Position in a Subway Tunnel during Drilling Operation, Powder Technology 388, pp 176–191.

[10] Lee, C.S., Shayegan, Z., Haghighat, F., Zhong, L., Bahloul A., Huard, M., (2021), Experimental Evaluation of In-duct Electronic Air Cleaning Technologies for the Removal of Ketones, Building and Environment 196, 107782. 

[11] Nie, W., Guo, L., Liu, Q., Hua, Y., Xue, Q., Sun, N., (2022), Study on the Coupling Pollution Law of Dust and Gas and Determination of the Optimal Purification Position of Air Duct during Tunnel Excavation. Powder Technology 411, 117843. 

[12] Heidarshenas, B., Sina, N., El-Shafay, A.S., Saleem, S., and Sharifpur, M., (2022), The Effect of the Zigzag Arrangement of Lithium-ion Batteries inside the Air Duct of an Office Building for Heating and Evaluation of the Impact of the Number of Air Outlets in Different Seasons of the Year, Journal of Energy Storage 50, 104204. 

[13] Jafaryar, M., Majidi, H.S., Besam, A., Saad, H.A., Hussin, A.M., and Alawee, W.H., (2022), Heat Storage Modeling for Air Ventilation Usage Considering Freezing of Paraffin through a Sinusoidal Duct, Journal of Energy Storage 55, 105296.

[14] Orosa, J.A., Oliveira, A.C., (2011), Engineering Thermodynamics with EES: Consepts and Applications, Lap Lambert Academic Publishing.

[15] Klein, S., Nellis, G., (2012), Thermodynamics. Cambridge University Press.

[16] Zahmatkesh, I., (2021), Optimization of Natural Convection in a Trapezoidal Enclosure Filled with a Bidisperse Porous Medium (BDPM) Using Response Surface Methodology (RSM), The 9^th Fluid Dynamics Conference, Tehran.