Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí, thông gió bệnh viện quốc tế mỹ và mô phỏng cfd

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT TÍNH TỐN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ, THƠNG GIĨ BỆNH VIỆN QUỐC TẾ MỸ VÀ MÔ PHỎNG CFD GVHD: TS ĐẶNG HÙNG SƠN SVTH: NGUYỄN QUỲNH NGUYỄN TUẤN HIỆP TRƯƠNG HỒI NAM SKL009426 Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC -   - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ, THƠNG GIĨ BỆNH VIỆN QUỐC TẾ MỸ VÀ MÔ PHỎNG CFD NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT GVHD: TS Đặng Hùng Sơn SVTH: Nguyễn Quỳnh Nguyễn Tuấn Hiệp Trương Hoài Nam Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 08 năm 2022 18147229 18147190 18147209 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC -   - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ, THƠNG GIĨ BỆNH VIỆN QUỐC TẾ MỸ VÀ MƠ PHỎNG CFD NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT GVHD: TS Đặng Hùng Sơn SVTH: Nguyễn Quỳnh Nguyễn Tuấn Hiệp Trương Hoài Nam Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 08 năm 2022 18147229 18147190 18147209 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS ĐẶNG HÙNG SƠN Để thiết lập giá trị cho cửa nhơm phịng ta chọn zone al_door mục Type chọn wall sau nhấp Edit xuất Tab Wall Ở Tab Momemtum ta giữ nguyên giá trị mặt định Vì phịng mổ nằm khơng gian khơng có xạ mặt trời, hình thức truyền nhiệt qua kết cấu bao che chủ yếu truyền nhiệt đối lưu, Tab Thermal ta chọn hình thức truyền nhiệt đối lưu Convection Nhập hệ số truyền nhiệt của nhôm W/m2k vào ô Heat Transfer Coefficient Nhập nhiệt độ bên ngồi phịng 26oC vào ô Free Stream Teamperature Chọn vật liệu alumium Meterial Name Mơ tả hình… Hình 50: Thiết lập điều kiện biên cửa nhôm 237 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS ĐẶNG HÙNG SƠN Các zone kết cấu bao che khác wall, floor, roof, supplybox, wood_door thiết lập tương tự mơ tả hình Hình 51: Thiết lập điều kiện biên cửa gỗ Hình 52: Thiết lập điều kiện biên vách tường PU 238 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS ĐẶNG HÙNG SƠN Hình 53: Thiết lập điều kiện biên sàn bê tông Hình 54: Thiết lập điều kiện biên trần 239 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS ĐẶNG HÙNG SƠN Hình 55: Thiết lập điều kiện biên hộp gió cấp - Thiết lập điều kiện biên cho miệng gió cấp gió hồi: inlet, outlet Nhấp chọn zone inlet chọn velocity-inlet mục Type sau nhấp Edit xuất Tab Velocity Inlet Trong Tab Momemtum ta nhập giá trị vận tốc gió thổi vào phịng ô Velocity Magnitude Trong Tab Thermal, nhập giá trị nhiệt độ gió cấp vào 240 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS ĐẶNG HÙNG SƠN ô Temperature Vận tốc nhiệt độ gió cấp tính phần trước có giá trị 0,32 m/s 15oC Hình 56: Thiết lập điều kiện biên cho inlet Hình 57: Nhập nhiệt độ inlet 241 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS ĐẶNG HÙNG SƠN Đối với outlet, ta chọn loại pressure-oulet Nhiệt độ outlet nhiệt độ phòng yêu cầu 22oC Hình 58: Thiết lập điều kiện biên cho outlet - Thiết lập điều kiện biên cho nguồn nhiệt khác phòng Nguồn nhiệt khác ảnh hưởng đến nhiệt độ phòng bao gồm: người, đèn chiếu sáng thiết bị Để đơn giản hóa việc tạo mơ khai báo điều kiện cho người, đèn thiết bị nhóm chúng em khai báo nhiệt cách nhập giá trị thơng lượng nhiệt (Heat Flux) từ phần mềm kết hợp với diện tích bề mặt trao đổi nhiệt thành phần nhiệt để tính tốn cho kết Nhấp chọn zone human_face chọn Edit xuất Tab Wall Chọn Heat Flux phần Thermal Conditions nhập giá trị Heat Flux người 90 W/m2 Mô tả hình… 242 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS ĐẶNG HÙNG SƠN Hình 59: Thiết lập điều kiện biên cho người Thực tương tự với đèn thiết bị: - Heat Flux đèn (light_hcn light_tron): 120 W/m2 - Heat Flux thiết bị (eq_face): 130 W/m2 Hình 60: Thiết lập điều kiện biên cho đèn chiếu sáng 243 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS ĐẶNG HÙNG SƠN Hình 61: Thiết lập điều kiện biên cho thiết bị Thiết lập phương pháp giải, chạy mô kiểm tra hội tụ * Solutions Methods Trong phần ta cài đặt phương pháp để mô Ở ô Scheme chọn phương pháp SIMPLEC để đơn giản trình mơ Trong phần Spatial Discretization, thiết lập lựa chọn Second Order Upwind hình… Cách lựa 244 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS ĐẶNG HÙNG SƠN chọn làm cho q trình mơ nhiều thời gian giúp tăng khả hội tụ mô hình Hình 62: Thiết lập Solution Methods * Solutions Initializations Chọn phương pháp Hybrid Initializations nhấp Initialize để khởi tạo giá trị ban đầu Hình 63: Thiết lập Solution Initializations 245 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS ĐẶNG HÙNG SƠN * Calculation Activities Nhập giá trị 10 vào ô Autosave Every (Time Steps) để lưu lại kết sau 10 bước chạy mơ Hình 64: Thiết lập Calculation Activities * Run Calculation Sau thiết lập xong phương pháp bắt đầu thực chạy tốn mơ phỏng, mục Number of Time Steps ta nhập giá trị 150 chu kỳ sau nhấp vào Calculate chạy mơ hình … Hình 65: Chạy mô 246 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS ĐẶNG HÙNG SƠN Hình 66: Đồ thị trình hội tụ đường đặc tính Nhận xét: Dựa vào đồ thị ta thấy, sau khoảng thời gian dài chạy mơ nhìn chung tốn có khả hội tụ tốc độ chưa cao, đường đặc tính có xu hướng xuống cần phải thêm thời gian dài để hội tụ hồn tồn, với tốn nhóm em dừng lại giá trị 150 chu kỳ Xuất kết báo cáo Để xuất kết mô ta thực bước sau: 247 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS ĐẶNG HÙNG SƠN Kéo mục Results thả vào vùng Project Schematic Sau ta tiếp tục chuyển liệu từ phần Setup sang phần Results Hình 67: Chọn cơng cụ xuất kết Hình 68: Chuyển liệu từ phần Setup sang phần Results 248 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS ĐẶNG HÙNG SƠN Nhấp chuột phải vào Results chọn Edit để bước vào giao diện phần Results Hình 69: Giao diện Results Sau vào giao diện xem kết quả, ta bắt đầu tạo Plane công cụ coutour, Streamline Volume Rendering để xem kết mơ Hình 70: Tạo Volume Rendering 249 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS ĐẶNG HÙNG SƠN Hình 71: Tạo mặt cắt Hình 72: Tạo Streamline 250