Modelowanie CFD i badania aerodynamiczne żaluzji wywiewnych

• Autorzy: Flaga-Maryańczyk A. , Müller J. , Schnotale J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2018.2.6

Warianty tytułu

EN

CFD Modeling and Aerodynamic Testing of An Exhaust Grille Used as an Air Terminal Device

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki przeprowadzonych badań laboratoryjnych oraz modelowania techniką obliczeniowej dynamiki płynów (CFD) żaluzji wywiewnej typu Z, stosowanej jako element końcowy systemu wentylacji. Tego typu elementy, zanim trafią do seryjnej produkcji, powinno poddać się testom zmierzającym do wyznaczenia charakterystyki przepływowej (straty ciśnienia będącej funkcją strumienia przepływającego powietrza). Testy można wykonać na stanowisku laboratoryjnym albo, unikając kosztów produkcji prototypów oraz czasochłonnego badania laboratoryjnego, posłużyć się modelowaniem numerycznym. Celem przeprowadzonej analizy była weryfikacja przyjętego modelu numerycznego poprzez porównanie z wartościami zmierzonymi dla analizowanej żaluzji wywiewnej oraz oszacowanie błędu popełnianego podczas obliczeń numerycznych w tego typu zastosowaniach. Wykonano pomiary ciśnienia statycznego analizowanej żaluzji wywiewnej w funkcji strumienia przepływającego powietrza. Pomiary przeprowadzono zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 12238. Do numerycznej weryfikacji wyników pomiarów wykorzystano metodę obliczeniowej dynamiki płynów (ang. Computational Fluid Dynamics, CFD). Obliczenia numeryczne wykonano przy użyciu programu ANSYS Fluent. Uzyskano dobrą korelację wartości pomiarowych i wyników przeprowadzonych obliczeń numerycznych, co potwierdza zarówno trafność doboru modelu jak i precyzję wykonania pomiarów. Na tej podstawie można wnioskować, że analiza CFD nadaje się do tego typu zastosowań i powinna być włączona w proces projektowania, co pozwoli na ocenę skuteczności przyjętych rozwiązań projektowych we wstępnej fazie powstawania produktu.

EN

The article presents the results of laboratory tests and CFD modeling of a Z type exhaust grille, used as an air terminal device in the ventilation system. Such items, before they reach serial production, should be subjected to tests designed to determine the flow characteristic (the pressure loss being a function of the air flow). Tests can be made at the laboratory or, avoiding the costs of prototype production and time consuming laboratory testing, numerical modeling can be applied. The purpose of the performed analysis was to verify the adopted numerical model by comparing with the measured values for the analyzed exhaust grille and to estimate the errors made during numerical calculations in such applications. Laboratory tests included static pressure measurements as a function of the airflow. The measurements were done according to the requirements of EN 12238. The results of laboratory measurements were verified numerically using the Computational Fluid Dynamics (CFD) method. Numerical calculations were performed using ANSYS Fluent. Good correlation of data obtained during laboratory measurements and from numerical calculations confirms the accuracy of the selection of the model as well as the precision of the measurements. On this basis can be concluded that the CFD analysis is suitable for this type of application and should be an integral part of the design process, allowing to evaluate the effectiveness of the designed solutions.

Słowa kluczowe

PL

żaluzje wywiewne; badania aerodynamiczne; elementy wywiewne; modelowanie CFD

EN

exhaust grille; aerodynamic testing; air terminal devices; CFD modeling

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 49, nr 2
• Strony: 71--75
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Flaga-Maryańczyk A.

• Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza, Politechnika Krakowska

autor

Müller J.

• Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza, Politechnika Krakowska

autor

Schnotale J.

• Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza, Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] Hurnik M. 2015. “Experimental and numerical testing of an induction variable air volume (VAV) controller with two damper blade". International Journal of Ventilation. (14) Issue 1.
• [2] Liu S., C.M. Mak, J. L. Niu. 2011. "Numerical evaluation of louver configuration and ventilation strategies for the windcatchers system". Building and environment. (46) :1600-1616.
• [3] Liu R., J. Wen, M.S. 2014. "Waring Improving airflow measurement accuracy in VAV terminal units using flow conditioners". Building and environment (71) : 81-94.
• [4] Montazeri H. 2011. “Experimental and numerical study on natural ventilation performance of various multi-opening wind catchers". Building and environment. (46) : 370-37.
• [5] Nakanishi T., T. Nakamura, Y. Watanabe, K. Handou, T. Kiwata. Investigation of Air Flow passing through louvers, Technical paper, Komatsu Technical Report (https://home.komatsu/en/company/ tech.../report/.../160-04_E.pdf; dostęp 22.12.2017)..
• [6] PN-EN 12238:2002 Wentylacja Budynków - Elementy końcowe - Badania aerodynamiczne i wzorcowanie w zakresie zastosowań strumieniowego przepływu powietrza, Polski Komitet Normalizacyjny, sierpień 2002 r.
• [7] Rajkumar S.W., V. Vijayaraghunathan, S. Karthikeyan, I. S. Marishka: CFD analysis of air flow optimization of louvre, Proceedings of National Conference ERAMS 2015, researchgate.net;(https://www.researchgate.net/profile/Sharon_Marishka_Rajkumar/publication/289533194_CFD_ANALYSIS_OF_AIR_FLOW_OPTIMIZATION_OF_LOUVRE/links/568f952108aef987e56a46bd.pdf; dostęp 31.10.2017).
• [8] Tomkiewicz D., A. Cudzewicz, J. Górecka-Orzechowska. 2011. "Zastosowanie programu Fluent do modelowania zjawisk termodynamicznych w komorze klimatycznej", Inżynieria Rolnicza 6 (131) :239-245.
• [9] Yang J., Ch. Sekhar, Cheong Kok Wai D., B. Raphael. 2013. “Computational fluid dynamics study and evaluation of different personalized exhaust devices", HVAC&R Research Vol. 19, Issue 8, 2013, 934-946, DOI: 10.1080/10789669.2013.826066.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).