Петлюк Я.Р.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВОЗДУХООБМЕНА В СКЛАДСКОМ ПОМЕЩЕНИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММЫ STAR CCM+ *
Аннотация:
с помощью математического моделирования можно проанализировать распределение воздушной среды и вредных выделений в помещении. Особенно это актуально для помещений с неравномерным распределением тепловыделений, влаговыделений, вредных веществ
Ключевые слова:
вентиляция, математическое моделирование
УДК 697.9
Петлюк Я.Р.
студент-магистр,
кафедра теплогазоснабжения и вентиляции,
факультет безотрывных форм обучения.
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
(г. Санкт-Петербург, Россия)
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВОЗДУХООБМЕНА
В СКЛАДСКОМ ПОМЕЩЕНИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММЫ STAR CCM+
Аннотация: с помощью математического моделирования можно проанализировать распределение воздушной среды и вредных выделений в помещении. Особенно это актуально для помещений с неравномерным распределением тепловыделений, влаговыделений, вредных веществ.
Ключевые слова: вентиляция, математическое моделирование.
Математическое моделирование, основанное на решении исходной системы дифференциальных трехмерных уравнений Навье-Стокса, позволяет рассмотреть распределение температуры, влажности, подвижности и концентрации вредных выделений по всему помещению [1].
Цель данного исследования: с помощью пакета STAR-CCM+ рассчитать поля температуры, скорости, поле этилового спирта (С2H6O), формирующееся в помещении хранения спиртовых настоек с перемешивающей вентиляцией по схеме сверху-вверх.
В помещении находятся стеллажи для хранения коробок со спиртовыми настойками. Нагрузка от освещения 0,3 кВт (4,523 Вт/м2). Примем размеры помещения 4,3 x 15,4 м, высоту помещения 5,8 м. Теплопоступления с наружным воздухом через дверь в летний период составляют 5,4 кВт.
Расход приточного воздуха составляет 3560 м3/ч. Температура приточного воздуха +18 ℃. Внутри помещения должна обеспечиваться температура +18…+24 ℃, относительная влажность не более 60%.
Результаты расчета. В программе STAR CCM+ была построена расчетная сетка, созданы сечения и области сгущения расчетной сетки с более мелкими ячейками у приточных решеток, вытяжек, двери и коробок со спиртовыми настойками. Вблизи приточной решетки в направлении распространения струи было выполнено дополнительное измельчение расчётной сетки с помощью блоков [1].
После того, как была построена модель расчетного складского помещения, заданы начальные и граничные условия, приступаем к расчету.
В самом начале расчета была произведена обработка данных, необходимых для дальнейшего расчета радиационного теплообмена. Получаем решение с помощью графиков сходимости температуры и концентрации С2H6O на вытяжке.
Рис. 1. График средней температуры по объему
По графику (рис.1) видно, что средняя температура в помещении составляет примерно 21,9 . Требуемая температура составляет 18–24
Рис. 2. График среднего содержания углекислого газа в помещении
По графику (рис.2) видно, что среднее содержание C2H6O 47,4 ppm. После построения графиков переходим к визуализации результатов.
Было выполнено построение поля температуры, проходящее через стеллажи с коробками, приточные и вытяжные решетки. Затем было построено поле температур на высоте 3 м от пола (по высоте рабочей зоны), проходящее над стеллажами с коробками (рис.3).
Рис 3. Вертикальное поле отображения температур
На данных изображениях видно, что температура в рабочей зоне в основном находится в пределах 21-23, что удовлетворяет допустимым значениям температур. Можно заметить, что ближе к наружной двери температура воздуха повышается, из-за теплопоступлений с наружным воздухом.
На изображениях (рис.4) видно, что в помещении этиловый спирт выделяется только от коробок с спиртом, а на притоке концентрация этилового спирта отсутствует. Средняя концентрация этилового спирта находится в пределах 30-50 ppm.
Рис. 4. Вертикальное поле отображения концентрации С2H6O
Также было выполнено построение поля температур. На изображении (рис. 5) видно, что скорость в основном не превышает 0,5 м/c. В отдельных местах скорость практически равна 0 м/c.
В ходе данного исследования была смоделирована система вентиляции складского помещения и рассчитаны основные параметры микроклимата помещения. На основании сравнения полученных параметров воздуха с оптимальными и допустимыми параметрами по нормативной документации, можно сделать вывод, что микроклимат данного помещения является допустимым.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Petlyuk Y.R.
Master’s student,
Department of heat and gas supply and ventilation,
Faculty of continuous forms of education.
Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering
(Russia, Saint Petersburg)
ANALYSIS OF AIR CONDITIONING
SYSTEMS IN WAREHOUSE BUILDINGS
Abstract: with the help of mathematical modeling, it is possible to analyze the distribution of the air environment and harmful emissions in the room. This is especially true for rooms with uneven distribution of heat, moisture, and harmful substances.
Keywords: ventilation, STAR CCM+, mathematical modeling.
Номер журнала Вестник науки №2 (59) том 3
Ссылка для цитирования:
Петлюк Я.Р. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВОЗДУХООБМЕНА В СКЛАДСКОМ ПОМЕЩЕНИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММЫ STAR CCM+ // Вестник науки №2 (59) том 3. С. 240 - 245. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/7341 (дата обращения: 08.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+