Abstrakt
Cel: Celem badań było sprawdzenie, czy różne wentylatory strumieniowe o różnej konstrukcji, ale zbliżonych parametrach pracy, generowały podobny profil przepływu powietrza. Badania prowadzone były w warunkach pracy normalnej i rewersyjnej. Uzyskane rezultaty pomiarów rozkładu prędkości wzdłuż osi przepływu powietrza zostały wykorzystane do porównania wyników analiz numerycznych wykonywanych przy użyciu powszechnie stosowanych w Polsce narzędzi.
Projekt i metody: Przedmiotem badań były trzy wentylatory strumieniowe różnych producentów. Dwa z nich (W1 i W3) posiadały zdolność do pracy w kierunku normalnym i rewersyjnym, W2 był urządzeniem jednokierunkowym. Testy zostały przeprowadzone w pustej przestrzeni hali magazynowej. Pomiary prędkości przepływu powietrza, wykonane za pomocą anemometru ultradźwiękowego (WindmasterPro), realizowane były w osi wentylatorów, a pomiary wykonywane były co 0,6 m w odległości do 3,6 m od wylotu wentylatora i co 1,2 m w odległości od 3,6 do 24,0 m. Prędkość w każdym punkcie określano jako średnią z 10 s pomiaru. Badania numeryczne dla każdego z wentylatorów zostały wykonane na dwóch modelach stworzonych w Ansysy Fluent i FDS. Modele zawierały pełne odwzorowanie położenia wentylatorów oraz elementów konstrukcyjnych hali. W symulacjach zastosowano różne ustawienia i rozmiary siatki obliczeniowej.
Wyniki: Rezultatem badań było określenie i porównanie charakterystyki przepływu powietrza dla trzech różnych wentylatorów strumieniowych. Pomimo podobnej wielkości jednostek wyniki badania wykazały znaczącą różnicę między poszczególnymi charakterystykami przy przepływie normalnym i pomiędzy przepływem powietrza w kierunku normalnym i odwrotnym. Wyniki rzeczywiste zostały porównane do wyników symulacji CFD przeprowadzonych w ANSYS FLUENT 13, FDS 5.5.3 i FDS 6. Niektóre symulacje CFD pozwoliły na uzyskanie dobrego podobieństwa profilu przepływu powietrza w CFD i rzeczywistych testach, a niektóre nie. Pozwala to na określenie ustawień, przy których uzyskane wyniki najlepiej odwzorowują stan rzeczywisty.
Wnioski: Każdy z badanych wentylatorów charakteryzuje się innym rozkładem przepływu powietrza przy pracy normalnej. Znaczną różnicę widać również przy pracy badanych wentylatorów w kierunku normalnym i rewersyjnym, pomimo takiej samej wielkości strumienia powietrza wdmuchiwanego w obu kierunkach. Przeprowadzone analizy pokazują, że programy CFD potrafią poprawnie rozwiązać prędkość, ale potrzebują dobrych ustawień.
Słowa kluczowe: symulacje CFD, wentylacja strumieniowa, profil prędkości, kontrola dymu i ciepła, badania obiektowe
Typ artykułu: oryginalny artykuł naukowy