استقصاء تجريبي وعددي في نظام التهوية المختلطة لتحديد أفضل موقع للمصدر الحراري

الباحث

فاطمة سعدي حسين

المشرف

علاء عباس مهدي

الجامعة

جامعة بابل

الكلية / القسم

كلية الهندسة / الهندسة الميكانيكية

الشهادة

ماجستير

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Mixed Ventilation ; Air Change ; Heat Source ; CFD

تستخدم التهوية المختلطة في معظم أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء في المباني، حيث لوحظ أنها تستخدم على نطاق واسع LAY تعتبر من أهم أنواع التهوية الميكانيكية. تقدم هذه الأطروحة دراسة لنموذجين مختلفين من الغرف المجهزة بنظام تهوية مختلط يقع في مدينة الحلة في العراق (تحديدا في جامعة بابل). تم استخدام أحدهما لإجراء المحاكاة العددية فقطهء بينما تم استخدام الآخر لإجراء دراستينء الأولى تجريبية والأخرى عددية:؛ لدراسة كفاءة تبادل الهواء وتحسين جودة الهواء الداخلي في مواقع مختلفة لمصدر حرارة الحمل الحراري. يتضمن هذا العمل نموذجا فعليا ثلاثي الأبعاد مستقر الحالة يستخدم لإجراء تسع وعشرين حالة عددية بواسطة برنامج ATRPAK3.0.16 كما تم دراسة عشر حالات تجريبية وعددية لإجراء مقارنة بين نتائج توزيع درجة الحرارة داخل غرفة مكتبية معزولة للتأكد من صحة النتائج التجريبية. المعادلات الحاكمة في هذه الدراسة هي معادلات الاستمرارية والزخم والحفاظ على الطاقة باستخدام نموذج الاضطراب (k-¢) ، وتستخدم طريقة الحجم المحدود لحل معادلات Navier-Stokes بشبكة ابعادها تكون منتظمة. تحتوي نماذج الغرف في هذه الدراسة على مصادر حرارة تنقسم إلى مصادر حرارة رئيسية وثانوية. تكون مصادر الحرارة الرئيسية ثابتة طوال مدة جميع الحالات التي تمت دراستها بينما يتم تغيير موضع مصدر الحرارة الثانوي في كل حالة تمت دراستها. تم إضافة مصادر حرارة ثانوية بقدرة (1050 واط) إلى الغرفة الفعلية في حالات دراسية مختلفة أظهرت النتائج أن الموقع الأمثل كان في (الحالة 17) مما يعني أن مصدر التسخين كان يقع في (0.4:0.3: 0.8 م) حيثء درجات الحرارة تتغير من (23.8166 درجة مئوية) إلى (25.4666 درجة مئوية)،ء السرعة من (0.2211م / ث) إلى (0.2481م / ث) ، ويتغير الرطوبة النسبية من )751.05( إلى )745.7833( عند إضافة مصدر الحرارة في الموقع الأمثل في (الحالة 17). كماكانت نتائج (PPD s PMV) )0.156 5 48.47( و )0.179 و728.92) في مناطق التنفس للش خص الجالس والواقف على التوالي 5 ADPI )751.8442( وكفاءة إزالة الملوثات وكفاءة إزالة الحرارة كانت )286.71 و93.38/) ل (الحالة 17). ثم أضيفت مصادر حرارة ثانوية بقدرة (75 و200 واط) إلى غرفة الاختبار في حالات دراسية مختلفة أظهرت النتائج أنه بالنسبة للحالات (6-2) بمصدر حرارة قدرته (75 واط) كان الموقع الأمثل في (الحالة 2) أي يقع في (2-1.06 (x=0,5¢ y=0.76¢ بالقرب من فتحات العادم أما بالنسبة للحالات )10-7( بمصدر حرارة قدرته (200 واط)، كان الموقع الأمثل في (الحالة 9( المصدر يقع في (1.22 = 2 :0- (x = 2.0556، y بالقرب من الشخص البعيد بعيدا عن فتحة العادم. حيث ترتفع درجة الحرارة من )23.033 درجة مئوية) إلى )23.666 و24.633 درجة مئوية)، تتغير السرعة من )0.1678 م / ث) إلى )0.1593 و0.1673 م ،(S/ وتتغير الرطوبة النسبية من )732.0166( إلى (32.0666 5 730.7166( عند إضافة مصدر الحرارة الشانوي (75 و200 واط) في الموقع الأمثل على التوالي. كانت نتائج (PPD 5 ،PMV) للحالة بعد إضافة مصدر حرارة ثانوي (75 واط) في الموقع الأمثل (-0.31، 47.465( و(-0.381: 78.51( في مناطق التنفس للشخص الجالس والواقف على التوالي و41(21, كانت 783.54 وللحالة بعد إضافة مصدر حرارة ثانوي )200 واط) في الموقع الأمثل كانت )-50.192 46.09( و (-0.254 و6.81/) في مناطق التنفس للجلوس والوقوف على التوالي 5 ADPL 81.11/. كانت كفاءة إزالة الملوثات (,ع) وكفاءة إزالة الحرارة (ع) للحالة بعد إضافة مصدر حرارة ثانوي (75 واط) في الموقع الأمثل (82.3/ 5 784.45(، وبالنسبة للحالة بعد إضافة مصدر حرارة ثانوي (200 واط) في الموقع الأمثل كانت )285.92 5 783.27( تم إجراء مقارنة لنتائج درجات الحرارة للحالات المدروسة عدديا وتجريبياء وتبين أن نسبة الخطأ تراوحت بين )£ 71.092 و 2 (Z6.107

Mixed ventilation is employed in most building heating, ventilation, and air conditioning systems, as it was noted that it is used on a large scale because it is considered as one of the most important types of mechanical ventilation. This thesis presents a study of two different models of rooms equipped with a mixed ventilation system located in the city of Hilla in Iraq (in particular at the University of Babylon). One of them was used to conduct numerical simulation only, while the other was used to conduct two studies, the first experimental and the other was numerical, to study air exchange efficiency and improve indoor air quality at different locations of a convective heat source. This work includes a steady-state 3D actual model used to conduct twenty-nine numerical cases by AIRPAK3.0.16 software. Also, ten experimental and numerical cases were studied to make a comparison between results for the temperature distribution inside an insulated office room to confirm the validity of the experimental results. The governing equations in this study are continuity, momentum, and energy conservation equations with the use of a conventional turbulent (k-ε) model, The finite volume method is used to solve Navier-Stokes equations with a non-uniform grid network. The room models in this study contain heat sources that are divided into main and secondary heat sources. The main heat sources are stationary for the duration of all cases examined while the secondary heat source changes position in each case studied. A secondary heat sources with (1050 W) were added to the actual room in different case studies the result showed that, the optimal location was in (case 17) which means the heating source was located in (0.3, 0.4, 0.8 m) where, T increases from (23.8166 °C) to (25.4666 °C), V from (0.2211 m/s) to (0.2481 m/s), and RH changes from (51.05 %) to (45.7833 %) when heat source adding in the optimal location in (case 17). Also, the results of (PMV, and PPD) were (0.156, and 8.47 %) and (0.179, and 8.92 %) at breathing zones for sitting and standing person respectively and ADPI was (51.8442 %) and contaminant removal efficiency (εc) and the heat removal efficiency (εt) were (86.71 % and 93.38 %) for (case 17). Then, secondary heat sources with (75 and 200 W) were added to the tested room in different case studies the result showed that, for cases (2-6) with (75 W), the optimal location was in (case 2) the source in (x=0.5, y=0.76, z=1.06 m) near the exhaust vents while for cases (7-10) (200 W), the optimal location was in (case 9) source located in (x=2.055, y=0, z=1.22 m) near the far person away the exhaust vent. Where the temperature increases from (23.033 °C) to (23.666 and 24.633 °C), the velocity changes from (0.1678 m/s) to (0.1593 and 0.1673 m/s), and relative humidity changes from (32.0166 %) to (32.0666 and 30.7166 %) when the secondary heat source with (75 and 200 W) adding in the optimal location respectively. The results of (PMV, and PPD) for the case after adding a secondary heat source (of 75 W) in the optimal location were (-0.31, and 7.46 %) and (-0.381, and 8.51 %) at breathing zones for sitting and standing person respectively and ADPI was 83.54 % and for the case after adding secondary heat source (of 200 W) in the optimal location were (- 0.192, and 6.09 %) and (-0.254, and 6.81 %) at breathing zones for sitting and standing person respectively and ADPI was 81.11 %. The contaminant removal efficiency (εc) and the heat removal efficiency (εt) for the case after adding secondary heat source (of 75 W) in the optimal location were (82.3 % and 84.45 %), and for the case after adding secondary heat source (of 200 W) in the optimal location were (85.92 % and 83.27 %) A comparison was made for the temperature results of cases studied numerically and experimentally, and it was found the error rate ranged between (± 1.092 % and ± 6.107 %)

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب