پروژه شبیه سازی عددی و بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر سیستم تهویه سرمایش از سقف در ساختمان

توضیحات:

پروژه،پایان نامه مهندسی مکانیک با عنوان: شبیه سازی عددی و بررسی تاثیر  پارامترهای مختلف بر سیستم تهویه سرمایش از سقف در ساختمان، در 100 صفحه بصورت کامل

نکته: ««« این پروژه بصورت انحصاری فقط در وبسایت fileok.ir به فروش می رسد. »»»

چکیده:

سيستم­هاي سرمايش تابشي به علت پايين بودن جريان وزشي و گراديان نامطلوب حرارتي شرايط مطلوبتري را نسبت به سيستم­هاي جابجايي براي ساكنين فراهم مي­كنند. در اين سيستم­ها به علت عدم استفاده از دمنده­ها علاوه بر پايين­تر بودن مصرف انرژي، توليد سر و صدا به مراتب كمتر است. با اين حال اين سيستم­ها زياد مورد توجه قرار نگرفته­ان. يكي از عيب‌هاي عمده­ي اين سيستم­ها كه سبب عدم استقبال آن­ها شده است، وجود پديده ميعان در پانل سرمايش تابشي است. اين عيب، معمولا در مكان­هايي با بار حرارتي و رطوبت نسبي بالا، حادتر مي­شود. تاكنون تحقيقات وسيعي در زمينه رفع اين نقيصه انجام شده است كه استفاده از سيستم­هاي تركيبي و ايجاد وزش ملايم هوا بر روي پانل از نمونه­هاي مهم آنها تلقي می‌شود. در اين تحقيق به دليل اهميت نقص ميعان بر روي پانل سرمايش، به بررسي عوامل مختلف بر عملكرد سيستم سرمايش سقفي بالاخص پديده ميعان پرداخته شده است. اين بررسي­ها شامل ارتفاع­هاي مختلف از پانل، پارامتر نسبت پوشش سقف، نرخ تهويه، و موقعيت­هاي مختلف از دريچه تامين هوا و خروجي­ها انجام شده است. نتايج نشان مي­دهد انتخاب مناسب اين پارامترها تا اندازه قابل ملاحظه­اي سبب كاهش نرخ تشكيل ميعان بر روي پانل مي­شود. به طوري كه كاهش ارتفاع پانل از ارتفاع 2.8 متر به 2.6 متر از کف اتاق حدود 10 تا 20 درصد و انتخاب مناسب دريچه­هاي تامين هوا و خروجي­ها سبب 15 تا 40 درصد كاهش ميزان شبنم تشكيل شده بر روي پانل مي­شود. همچنين نتايج تحقيق حاضر نشان مي­دهد كاهش پارامتر نسبت پوشش سقف و افزايش نرخ تهويه در حالتي كه هواي ورودي بدون رطوبت زدايي و سرمايش وارد اتاق مي­شود، سبب افزايش ميزان شبنم بر روي پانل مي­گردد.

فهرست مطالب:

چکیده    1

فصل اول: مقدمه اي بر سيستمهاي سرمايش تابشي

1-1- مقدمه        2

1-2- نگاهي گذرا به سيستمهاي تابشی     3

1-3- انواع سيستمهاي سرمايش تابشي سقفي      5

1-4- مزايا سيستمهاي سرمايش تابشي     9

1-5- معايب سيستمهاي سرمايش تابشي   9

فصل دوم: پیشینه پژوهش و بیان مساله

2-1- پیشینه پژوهش        11

2-2- فضای نمونه 13

2-3- آزمون استقلال شبكه            14

2-4- مقايسه نتايج تحقيق حاضر با مراجع مختلف      16

2-4-1- مقايسه نتايج تحقيق حاضر با مراجع موجود از لحاظ آسايش حرارتي و ظرفيت پانل 17

2-4-2- مقايسه تحقيق حاضر از لحاظ خصوصيات جريان، انتقال حرارت و تشكيل ميعان      20

فصل سوم: مدلسازی عددی و معادلات حاکم

3-1- مقدمه        25

3-2-2- مدل سازي الگوي جريان، توزيع دما و رطوبت   32

3-2-3- مدلسازی آسایش حرارتی   37

فصل چهارم: بررسي پارامتريك عملكرد سيستم سرمايش تابشي سقفي

4-1- فضای مساله           42

4-2-2- تاثير موقعيت دريچه هاي تامين هوا و خروجيها 55

4-2-3- تاثير پارامتر نسبت پوشش سقف (CCR)        64

4-2-4- تاثير ميزان نرخ تهويه           71

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1- مقدمه        75

5-2- نتیجه گیری  75

5-3- پیشنهادات کاربردی   77

مراجع    78

فهرست جدول‌ها

جدول 2-1 شبكه هاي محاسباتي مختلف جهت آزمون استقلال شبكه   15

جدول 3-1 ضرايب معادله (3-18)      30

جدول 3-2 متغیرهای معادله کلی انتقال        35

جدول 4-1 تاثير ارتفاع پانل بر ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل 55

فهرست شکل ها

شکل 1-1 شماتيك الگوي جريان و نحوه اتقال حرارت در سيستمهاي سرمايش تابشي سقفي مجهز به سيستم تهويه جايگزيني        4

شکل 1-2 شماتيك نحوه انتقال حرارت در سيستمهاي سرمايش تابشي سقفي نوع اول ]5[         5

شکل 1-3 نمونهاي از سيستمهاي سرمايش تابشي با پانلهاي سقفي معلق ]11[          6

شکل 1-4 نمونهاي از سقف سيستم سرمايش تابشي با پانل شبكهاي            7

شکل 1-5 شماتيك نحوه انتقال حرارت در سيستمهاي سرمايش تابشي سقفي نوع دوم ]5[         7

شکل 1-6 شماتيك نحوه انتقال حرارت در سيستمهاي سرمايش تابشي سقفي نوع سوم]5[        8

شکل 2-1 نمایی از فضای نمونه      14

شکل 2-2 توزيع دماي سيال در قسمت مياني اتاق t1.5,y به ازاي شبكههاي محاسباتي مختلف    15

شکل 2-3 توزيع دماي سيال در قسمت مياني اتاق Φ1.5,y به ازاي شبكههاي محاسباتي مختلف   16

شکل 2-4 نمایی از فضای نمونه در تحقیق Zmrhal ]25[          17

شکل 2-5 مقايسه نتايج تحقيق حاضر با تحقيقات عددي و آزمايشگاهي مختلف 18

شکل 2-6 نمایی از فضای نمونه در تحقیق J.W Jeong ]11[     19

شکل 2-7 مقايسه نتايج تحقيق حاضر با تحقيق  J.W Jeongدر تعيين بار سرمايشي پانل  19

شکل 2-8 فضای نمونه تحقیق K.Ben Nasr   21

شکل 2-9  الگوي جريان و توزيع دماي سيال در تحقيق K.Ben Nasr به ازاي Ra=106 و h*= 0.37 ]26[         21

شکل 2-10 الگوي جريان و توزيع دماي سيال در تحقيق حاضر به ازاي  Ra=106 و h*= 0.37           22

شکل 2-11 تبادل همزمان جرم و حرارت ]27[ 23

شکل 2-12 الگوي جريان و توزيع نسبت رطوبت در مجاورت پانل 23

شکل 2-13 مقايسه تحقيق حاضر با رابطه تحليلي (2-2) از لحاظ نرخ تشکیل میعان         24

شکل 3-1 برشی از دیوار جانبی اتاق           27

شکل 3-2 نمونه ای از حجم کنترل   36

شکل 3-3- ضریب شکل مجاور ]36[ 39

شکل 3-4 ضریب شکل روبرو           40

شکل 3-5 ضریب شکل بالا و پایین ]36[        41

شکل 3-5 ضریب شکل بالا و پایین ]36[        42

شکل 3-5 ضریب شکل بالا و پایین ]36[        44

شکل 4-1 نمایی از فضای اتاق        44

شکل 4-2 منحني تغييرات آسايش حرارتي بر حسب دماي پانل به ازاي سه ارتفاع پانل از كف اتاق و 0.61 بار تعويض هوا در ساعت       45

شکل 4-3 منحني تغييرات آسايش حرارتي بر حسب دماي پانل به ازاي سه ارتفاع پانل از كف اتاق و 1.21 بار تعويض هوا در ساعت       46

شکل 4-4 منحني تغييرات آسايش حرارتي بر حسب دماي پانل به ازاي سه ارتفاع پانل از كف اتاق و 2.42 بار تعويض هوا در ساعت       46

شکل 4-5 الگوي جريان فضاي نمونه براي پانل با ارتفاع 2.8 متر از كف و 0.61 بار تعويض هوا در ساعت          47

شکل 4-6 الگوي جريان فضاي نمونه براي پانل با ارتفاع 2.8 متر از كف و 1.21 بار تعويض هوا در ساعت          48

شکل 4-7 الگوي جريان فضاي نمونه براي پانل با ارتفاع 2.8 متر از كف و 2.42 بار تعويض هوا در ساعت          48

شکل 4-8 منحني تغييرات ميزان شبنم تشكيل شده بر روي پانل به ازاي ارتفاعهاي مختلف پانل از كف و 0.61 بار تعويض هوا در ساعت 49

شکل 4-9 منحني تغييرات ميزان شبنم تشكيل شده بر روي پانل به ازاي ارتفاعهاي مختلف پانل از كف و 1.21 بار تعويض هوا در ساعت 50

شکل 4-10 منحني تغييرات ميزان شبنم تشكيل شده بر روي پانل به ازاي ارتفاعهاي مختلف پانل از كف و 2.42 بار تعويض هوا در ساعت            50

شکل 4-11 الگوي جريان فضاي نمونه براي پانل با ارتفاع 2.8 متر از کف و 1.21 بار تعويض هوا در ساعت        51

شکل 4-12 الگوي جريان فضاي نمونه براي پانل با ارتفاع 2.7 متر از کف و 1.21 بار تعويض هوا در ساعت        52

شکل 4-13 الگوي جريان فضاي نمونه براي پانل با ارتفاع 2.6 متر از کف و 1.21 بار تعويض هوا در ساعت        52

شکل 4-14 توزيع نسبت رطوبت در فضاي نمونه براي پانل با ارتفاع 2.8 متر از کف و 1.21 بار تعويض هوا در ساعت      53

شکل 4-15 توزيع نسبت رطوبت در فضاي نمونه براي پانل با ارتفاع 2.7 متر از کف و 1.21 بار تعويض هوا در ساعت      53

شکل 4-16 توزيع نسبت رطوبت در فضاي نمونه براي پانل با ارتفاع 2.6 متر از کف و 1.21 بار تعويض هوا در ساعت      54

شکل 4-17 تاثير ارتفاع پانل از كف اتاق بر ميزان شبنم نشسته شده بر پانل براي نرخها مختلف از تهويه      55

شکل 4-18 موقعيتهاي مختلف براي دريچههاي تامين هوا و خروجيها       57

شکل 4-19 تاثير موقعيت دريچه هاي تامين هوا و خروجيها بر ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل به ارتفاع 2.8 متر از كف و 2.42 بار تعويض هوا در ساعت           58

شکل 4-20 تاثير موقعيت دريچههاي تامين هوا و خروجيها بر ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل به ارتفاع 2.8 متر از كف و 1.21 بار تعويض هوا در ساعت.          58

شکل 4-21 تاثير موقعيت دريچههاي تامين هوا و خروجيها بر ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل به ارتفاع 2.8 متر از كف و 0.61 بار تعويض هوا در ساعت.          59

شکل 4-22 تاثير موقعيت دريچههاي تامين هوا و خروجيها بر ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل به ارتفاع 2.7 متر از كف و 2.42 بار تعويض هوا در ساعت.          60

شکل 4-23 تاثير موقعيت دريچههاي تامين هوا و خروجيها بر ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل به ارتفاع 2.7 متر از كف و 1.21 بار تعويض هوا در ساعت.          60

شکل 4-24 تاثير موقعيت دريچههاي تامين هوا و خروجيها بر ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل به ارتفاع 2.7 متر از كف و 0.61 بار تعويض هوا در ساعت.          61

شکل 4-25 تاثير موقعيت دريچههاي تامين هوا و خروجيها بر ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل به ارتفاع 2.6 متر از كف و 2.42 بار تعويض هوا در ساعت.          61

شکل 4-26 تاثير موقعيت دريچههاي تامين هوا و خروجيها بر ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل به ارتفاع 2.6 متر از كف و 1.21 بار تعويض هوا در ساعت.          62

شکل 4-27 تاثير موقعيت دريچههاي تامين هوا و خروجيها بر ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل به ارتفاع 2.6 متر از كف و 0.61 بار تعويض هوا در ساعت.          62

شکل 4-28 توزيع نسبت رطوبت در فضاي نمونه براي پانل با ارتفاع 2.8 متر و 1.21 بار تعویض هوا در ساعت طبق الگوی 11      63

شکل 4-29 توزيع نسبت رطوبت در فضاي نمونه براي پانل با ارتفاع 2.8 متر و 1.21 بار تعویض هوا در ساعت طبق الگوی 8        64

شکل 4-30 منحني تغييرات آسايش حرارتي افراد بر حسب دماي پانل به ازاي CCR هاي مختلف و ارتفاع 2.8 متر پانل از کف     65

شکل 4-31 منحني تغييرات ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل بر حسب دماي پانل به ازاي CCR=0.871 و نرخهاي مختلف تهويه            66

شکل 4-32 منحني تغييرات ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل بر حسب دماي پانل به ازاي CCR=0.751 و نرخهاي مختلف تهويه            66

شکل 4-33 منحني تغييرات ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل بر حسب دماي پانل به ازاي CCR=0.65 و نرخهاي مختلف تهويه  67

شکل 4-34 منحني تغييرات ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل بر حسب دماي پانل به ازاي CCR=0.538 و نرخهاي مختلف تهويه            67

شکل 4-35 منحني تغييرات آسايش حرارتي افراد بر حسب دماي پانل به ازاي CCR های مختلف و ارتفاع 2.7 متر پانل از کف     68

شکل 4-36 منحني تغييرات آسايش حرارتي افراد بر حسب دماي پانل به ازاي CCR های مختلف و ارتفاع 2.6 متر پانل از کف     68

شکل 4-37 ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل بر حسب پارامتر نسبت پوشش سقف به ازاي ارتفاع 2.8 متر پانل از كف اتاق و نرخهاي تهويه مختلف   70

شکل 4-38 ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل بر حسب پارامتر نسبت پوشش سقف به ازاي ارتفاع 2.7 متر پانل از كف اتاق و نرخهاي تهويه مختلف   70

شکل 4-39  ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل بر حسب پارامتر نسبت پوشش سقف به ازاي ارتفاع 2.6 متر پانل از كف اتاق و نرخهاي تهويه مختلف   71

شکل 4-40 ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل بر حسب نرخ تهويه به ازاي ارتفاع 2.8 متر پانل از كف اتاق و CCR های مختلف    73

شکل 4-41 ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل بر حسب نرخ تهويه به ازاي ارتفاع 2.7 متر پانل از كف اتاق و CCR های مختلف    73

شکل 4-42 ميزان شبنم تشكيل شده بر پانل بر حسب نرخ تهويه به ازاي ارتفاع 2.6 متر پانل از كف اتاق و CCR های مختلف    74