|
خنک‌کاری تجهیزات و
تهویه‌ی صنعتی
طراحی و ساخت فن‌های
داخلی به کمک CFD برای
اصلاح سیستم خنک‌کاری یک
موتور الکتریکی
این پروژه درسال 1392 با
هدف اصلاح سیستم خنک‌کاری
یک موتور الکتریکی سه فاز
القایی 2 مگاواتی انجام
شده است. در این پروژه
مشخصات هندسی موتور از
قبیل ابعاد روتور،
استاتور، داکت‌های داخلی
و جزئیات هندسی مربوط به
فن هوای سرد، فن هوای
گرم و مبدل حرارتی
استخراج شده است. پس از
تولید مدل هندسی جامعی از
موتور و تولید یک مش‌بندی
بسیار پیچیده شامل 34
میلیون المان، تحلیل
سیالاتی- حرارتی در داخل
موتور و مبدل حرارتی به
کمک کامپیوترهای پرسرعت
انجام شده است. لازم به
ذکر است که با توجه به
کوپل بودن عملکرد مبدل
حرارتی با شرایط کاری
موتور، در شبیه‌سازی‌ها
می‌بایست اثر بارگذاری
موتور به صورت دقیق لحاظ
گردد. با توجه به بینش
عمیق از الگوی جریان و
انتقال حرارت در داخل
مبدل حرارتی و موتور،
ملزومات لازم برای اصلاح
فن مسیر هوای خنک کننده،
مبدل حرارتی و فن مسیر
هوای گرم مورد مطالعه
قرار گرفته است. سپس به
کمک شبیه‌سازی‌های جامع و
دقیق CFD تغییرات هندسی
بر روی فن‌های موتور جهت
اصلاح سیستم خنک‌کاری
صورت گرفته و فن‌های جدید
توسط اینشرکت طراحی و
ساخته شده اند.
 |
طراحی و ساخت
سیستم خنک‌کاری برای تست
موتور ونکل به کمک CFD
این پروژه در سال 1391 با
هدف طراحی و ساخت یک
سیستم خنک‌کاری برای تست
دینامومتر موتور هواخنک
ونکل صورت گرفته است. در
این پروژه در ابتدا مدل
هندسی بسیار دقیقی از
موتور مورد نظر با توجه
به پیچیدگی‌های هندسی و
فین‌های خنک کننده تولید
شده است. سپس با توجه به
حساسیت شبیه‌سازی دقیق
انتقال حرارت، مش‌بندی
بسیار ویژه‌ای در دستور
کار قرار گرفته است. با
انجام مطالعات بر روی
عملکرد موتور مورد نظر و
استخراج شار حرارتی
تولیدی در داخل محفظه
احتراق موتور، تحلیل
حرارتی جامعی برای موتور
و توزیع درجه حرارت در
فین‌ها به کمک CFD انجام
شده است. سپس با توجه به
انجام تست دینامومتر در
شرایط تمام‌بار، طراحی
داکت خنک‌کننده موتور در
دستور کار قرار گرفته است.
پس از بدست آمدن سرعت
جریان مورد نیاز برای خنک‌کاری،
نسبت به طراحی فن مورد
نظر برای رسیدن به شرایط
مطلوب با لحاظ کردن هندسه
موتور در داکت به منظور
بررسی افت فشار اقدام شده
است. تحلیل‌های حرارتی
موتور به صورت همزمان با
شبیه‌سازی CFD عملکرد فن
سیستم خنک‌کننده منجر به
رسیدن به یک طراحی مطلوب
برای خنک‌کاری موتور مورد
نظر شده است. پس از طراحی،
ساخت و نصب داکت مربوطه
در دستور کار قرار گرفته
و نتایج عملکردی با تحلیل‌ها
و شبیه‌سازی‌های انجام
شده مطابقت کاملاً مطلوبی
داشته است.
 |
تولید دانش طراحی
سیستم تهویه برای اتاقک‌های
پست شرکت برق به کمک CFD
پروژه مذکور در سال 1389
با هدف تولید دانش طراحی
سیستم تهویه‌ی اتاقک‌های
پست برق انجام شده است.
در این پروژه در ابتدا
مطالعات بر روی 40 نمونه
از پست‌های برق روزمینی و
زیرزمینی با داده‌برداری
و اندازه‌گیری پارامترهای
مختلف از قبیل درجه حرارت
هوای محیطی در روز مورد
نظر، درجه حرارت هوای
داخل پست، درجه حرارت
نقاط مختلف ترانس، ابعاد
اتاق پست، مساحت تهویه و
نحوه‌ی چیدمان دریچه‌های
تهویه صورت گرفته است. پس
از داده‌برداری و تحلیل
40 نمونه پست برق، آنالیز
حساسیت به منظور شناسایی
پارامترهای حساس در طراحی
سیستم تهویه مورد نظر
صورت گرفته است. پس از
انجام تحلیل‌های متعدد
CFD و ایجاد بینشی عمیق
از تأثیر پارامترهای
مختلف، دستور العملی
جامعی برای طراحی تهویه‌ی
اتاقک‌های پست برق به
همراه نکات طراحی قابل
توجه برای یک یا دو ترانس
با ظرفیت‌های 630، 800،
1000، 1250 و 1600
کیلوولت‌آمپر برای پست‌های
روزمینی و زیرزمینی
استخراج شده است. با توجه
به سادگی بیش از حد
استانداردها و وابستگی
طراحی تهویه به
پارامترهای هندسی، انجام
پروژه حاضر بینش عمیقی را
در حوزه‌ی طراحی تهویه
صنعتی و علی‌الخصوص در
زمینه پست‌های برق ایجاد
نموده است.
 |
تحلیل CFD پدیده
پیستونی ناشی از حرکت
مترو در طراحی سیستم
تهویه ایستگاه‌های مترو
پروژه مذکور در سال 1389
با هدف طراحی بهینه سیستم
تهویه ایستگاه‌های مترو
صورت گرفته است. حرکت
مترو در ایستگاه منجر به
تولید دمش و مکش شده که
نهایتاً می‌تواند منجر به
ورود و خروج هوای ایستگاه
از شفت‌ها و داکت‌های
تهویه گردد. نرم‌افزار
SES به عنوان یکی از
پرکاربردترین نرم‌افزارها
در این حوزه قابلیت طراحی
مسیر تهویه را به صورت
خطی و با کمک روابط تجربی
دارا می‌باشد. امروزه با
پیشرفت قابلیت‌های سخت‌افزاری
از تحلیل‌های CFD می‌توان
برای تحلیل تهویه‌ی یک
ایستگاه و حتی بررسی
پدیده پیستونی و اثرات آن
بر ایستگاه‌های مجاور
استفاده نمود. در این
پروژه برای شبیه‌سازی یک
ایستگاه، نوشتن UDF برای
مدل‌سازی مش دینامیکی در
دستور کار قرار گرفته و
حرکت یک قطار با دقت در
ایستگاه شبیه‌سازی شده
است. با شبیه‌سازی حرکت
قطار نوسانات فشار
استاتیک در داخل ایستگاه
و تونل‌های تهویه جانبی
با گذر زمان قابل استخراج
شده و منجر به تولید دانش
طراحی سیستم تهویه
ایستگاه‌های مترو به
همراه تحلیل پدیده‌ی
پیستونی به کمک CFD شده
است.
 |
شبیه‌سازی احتراق
در یک تونل بزرگراهی به
کمک CFD
مطالعات این پروژه در سال
1391 به منظور تولید دانش
طراحی سیستم تهویه تونل
های بزرگراهی انجام شده
است.
در تونل‌های بزرگراه‌ها
تهویه به کمک جت‌فن‌ها در
مدهای مختلف صورت می‌گیرد.
وضعیت ترافیک، فصل بهره‌برداری
و ... از جمله پارامترهای
حساس مسئله شمرده می‌شوند.
اما شکل‌گیری آتش و مد
آتش به عنوان مد بحرانی
برای طراحی سیستم تهویه‌ی
تونل بزرگراه‌ها در نظر
گرفته می‌شود. با تولید
سناریوی صحیح از عملکرد
جت‌فن‌ها در مد آتش در
نقاط مختلف تونل و با در
نظر گرفتن پارامترهای
مختلف از قبیل شیب
بزرگراه، امکان تخلیه دود
به سمت بیرون فراهم می‌گردد.
در این پروژه چشمه حرارتی
آتش طبق استاندارد در
داخل یک تونل تولید شده و
چیدمان‌ها و توان‌های
مختلف جت‌فن برای انتقال
دود به بیرون مورد مطالعه
قرار گرفته است. بر اساس
تحلیل‌های صورت گرفته
بینش مطلوبی از طراحی
سیستم تهویه‌ی تونل‌های
بزرگراهی و کانال
های تخلیه در شرکت آریا
البرز ایجاد شده است.
 |
تحلیل CFD سه بعدي
انتقال حرارت در Heat
Sink يك CPU P4
پروژه مذکور در سال 1381
با مطالعه بر روی Heat
Sink یک CPU P4 AMD انجام
شده است. هدف از مطالعات،
بررسی تأثیر شکل Heat
Sink و توان فن در
بارگذاری‌های مختلف
عملکردی CPU بوده است. در
این پروژه با مدل‌سازی
هندسی مبدل حرارتی و
اعمال شار حرارتی از کف
مبدل و مدل‌سازی فن به
کمک شرط مرزی ورودی هوای
خنک کننده، تحلیل حرارتی
صورت گرفته و بینش مطلوبی
از تأثیر پارامترهای
مختلف بر خنک‌کاری و
طراحی بهینه سیستم خنک‌کننده
تجهیزات الکترونیکی ایجاد
شده است.
 |
تحلیل جامع CFD یک
اجکتور برای خنک کاری
گازهای خروجی
پروژه مذکور در سال 1392
به منظور بررسی دانش
طراحی اجکتور برای خنک‌کاری
انجام شده است. اجکتورها
در صنایع مختلف برای خنک
کردن هوای داغ می‌توانند
مورد استفاده قرار گیرند.
عبور سیال داغ از سوراخ‌های
باریک و کاهش افت فشار
ناگهانی در مسیر جریان
یکی از راهکارهای خنک‌کاری
توسط اجکتورها می‌باشد.
از طرفی تولید سرعت بالا
در داخل محفظه منجر به
کاهش فشار استاتیک و مکش
هوای خنک از بالا شده که
به راندمان خنک‌کاری
اجکتور می‌افزاید. در این
پروژه در ابتدا اندازه‌برداری
دقیقی از یک اجکتور صورت
گرفته است. پس از تولید
یک مدل هندسی و مش‌بندی
دقیق هندسه، انجام تحلیل‌های
حرارتی و مطالعه الگوی
جریان به کمک شبیه‌سازی‌های
CFD صورت گرفته است. بر
اساس مطالعات انجام شده
تأثیر پارامترهای مختلف
بر راندمان خنک‌کاری
اجکتور شناسایی شده و
دانش طراحی و بهینه‌سازی
آن برای کاربردهای مختلف
صنعتی در این شرکت تولید
شده است.
 |
تحلیل اولیه CFD
خنک‌کاری داخلی پره‌های
موتور j-85
این پروژه در سال 1388 با
هدف بررسی عملکرد خنک‌کاری
پره‌های استاتور تجهیزات
دوار صورت گرفته است. در
خنک کاری پره‌های تجهیزات
دوار از دو تکنولوژی
Convective Cooling و
Film Cooling استفاده می‌شود.
در مدل خنک‌کاری جابه‌جایی
سوراخ‌ها در مجاورت لبه
خروجی پره تعبیه می‌گردد.
در این حالت هوای خنک از
کف پره وارد آن شده و پس
از عبور از بفل‌های طراحی
شده از داخل این سوراخ‌ها
به بیرون ارسال شده و
حرارت داخل پره را جذب می‌نماید.
در خنک‌کاری فیلمی نیز
سوراخ‌هایی در لبه‌ی
ورودی پره تعبیه می‌گردد.
حضور سوراخ‌ها و خروج
جریان هوای خنک از آنها
منجر به شکل‌گیری فیلمی
از جریان خنک بر روی پره
شده و از تماس مستقیم
هوای داغ خروجی محفظه
احتراق با پره کاسته می‌شود.
با توجه به وابستگی تنش‌های
شکل گرفته در تجهیزات به
مقادیر درجه حرارت، با
طراحی صحیح خنک‌کاری به
روش جابه‌جایی و فیلمی می‌توان
عمر قطعات را افزایش داد.
به کمک CFD با طراحی صحیح
بفل‌های داخلی پره می‌توان
درصد توزیع هوای ورودی به
پره به سمت سوراخ‌های
قرار گرفته در لبه خروجی
و یا ورودی را مدیریت
نمود. در کنار مطالعات
حرارتی، شناسایی تأثیرات
استفاده از خنک‌کاری
فیلمی و جابه‌جایی در
زاویه حمله جریان و خصوصاً
گشتاور در روتور در این
شرکت انجام شده است.
تحلیل جامع بر روی پره‌های
موتور J-85 و بررسی الگوی
جریان و انتقال حرارت در
پره به همراه خنک‌کاری
جابه‌جایی و فیلمی، بینش
عمیقی از طراحی سیستم خنک‌کاری
پره‌های تجهیزات دوار را
در این شرکت ایجاد نموده
است. در تصویر زیر طرح
اولیه‌ای از پره بدون بفل‌های
داخلی نشان داده شده است.
 |
تحلیل و اصلاح
طراحی داکت توزیع جت هوای
داغ به کمک CFD
این پروژه در سال 1390 با
هدف تولید جت هوای داغ
یکنواخت در صنایع غذایی
انجام شده است. تولید جت
هوای داغ می‌تواند در
صنایع مختلفی دارای
کاربرد باشد. در این
پروژه هدف پخت نان به کمک
جت هوای داغ بوده است. با
برخورد جت هوای داغ با
نان می‌توان نفوذ حرارتی
به مغز خمیر را ایجاد
نموده و پختن یکنواخت سطح
و مغز نان را میسر نمود.
در این پروژه در ابتدا یک
مدل هندسی اولیه از داکت
مورد نظر ایجاد شده است.
پس از مش‌بندی و انجام
تحلیل‌های CFD، نحوه‌ی
توزیع جریان هوای داغ
خروجی از سوراخ‌ها مورد
مطالعه قرار گرفته است.
با توجه به اینکه هدف
ایجاد پخت یکنواخت بوده
است، توزیع خروجی مشابه
از تمامی سوراخ‌ها حائز
اهمیت می‌باشد. لذا پس از
تحلیل اولیه، با ایجاد
تغییرات هندسی و تعبیه‌ی
چندین بفل، امکان طراحی
یک داکت با سوراخ‌های
متعدد که بتواند توزیع
جریان یکنواختی را ایجاد
نماید، میسر شده است.
|
