Моделирование воздушного потока в помещении кинозала (тепло, СО2, скорость)

[champforgame 0]

Добрый день, всех с Рождеством!

 

Уважаемые эксперты проконсультируйте меня пожалуйста, правильно ли я все делаю...

 

Есть задача - смоделировать воздушный поток в  кинозале. Нужно получить:

1) Картину скоростей воздушных потоков - это вроде сделал

2) Температуру воздуха в разных точках- это вроде сделал

3) Концентрацию СО в воздухе - подскажите как сделать 

4) Влажность в воздухе, зоны влажного воздуха - подскажите как сделать

 

Исходные данные:
Кинозал вместимостью 84 человека

С перемешивающей схемой воздух-на + кондиционирование на рециркуляцию.

 

Рис.1 Принципиальная схема расположения ВРУ

Модель выполнена в Revit и перенесена экспортом в .sat 

 

Рис.2 Грубая модель в SOLIDWORKS

 

Давайте замоделируем теплопритоки от людей

 

Роль людей играют выдавленные солиды (прямоугольники) - это связанно с тем, что более детализированные модели у  меня тормозили и руинили весь расчет. Людей я  просто разбил на несколько фигур и разгруппировал по высоте. 

Расчет теплопритоков от людей - принимаю 100 Вт на одну особь:

Qизб от людей = 84 * 100 = 8400 Вт

 

Рис.3 Добавляю теплопритоки от людей (начало.)

 

Рис.4 Добавляю теплопритоки от людей (конец.)

 

Давайте замоделируем ВРУ

 

Площадь сечения решеток выбрана у аналога - 4АПН

 

Рис.5 Характеристика  4АПН

 

Скорость воздуха при:

 L=1000м3ч, в свою очередь диффузоры (копия 4АПН) имеют следующую площадь живого сечения - 0,109 м2. Скорость на данном диффузоре равна 2.55 м/с.

 L=630м3ч, в свою очередь диффузоры (копия 4АПН) имеют следующую площадь живого сечения - 0,109 м2. Скорость на данном диффузоре равна 1.61 м/с.

 L=1360м3ч, в свою очередь диффузоры (копия 4АПН) имеют следующую площадь живого сечения - 0,109 м2. Скорость на данном диффузоре равна 3.47 м/с.

 

Температура наружного воздуха - 27С.

Температура воздуха притока помещения 20 С - из проекта ст. П. Смотрим на таблицу и видим, что к нам приходит уже подогретый воздух, его догревают в калорифере с 9.8 до 20 градусов (не известно что его нагревает, мб рециркуляция, а мб рекуператор, но его здесь нет).

 

Рис.6 ХОВС 

 

Температура  воздуха на выходе из одного диффузора системы кондиционирования высчитал по формуле Qн = 0,28∙L∙ρ∙c∙(tв - tн)∙kн

В нашем случае кондиционер 6,6кВт делим на 2 диффузора 3,3кВт=0,28*630*1,477*1*(tвоздуха в кондиционировании -28)

tвоздуха в кондиционировании = 9 С.

tн - температура внутреннего воздуха

 

где L – расход удаляемого воздуха, не компенсируемый приточным воздухом, м3/ч;

с – удельная теплоемкость воздуха, с = 1 кДж/(кг °С);

kH – коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока в конструкциях, kH = 0,7;

ρ – плотность наружного воздуха, ρ =1,477 кг/м3.

 

t вытяжки - 28 С. Такую принял, могу высчитать по градиенту, но позже).

 

 

Рис.7. Параметры приточного ВРУ (заглушки)

 

Рис.8. Параметры  ВРУ системы кондиционирования
 

Рис.9 Параметры вытяжной ВРУ 

 

После расчета вижу следующую картину

 

Рис.10 Разрез температурного режима 

 

Рис.11 Разрез температурного режима  2

 

Рис.12 Картинка

А теперь на скрин ниже, что я  не те так делаю, я людей оформил в примитив, дал примитиву Вт (см рис.4)  , но анализ показал что у меня люди сидят с температурой 77С !!!! Я понимаю короновирус все болеют, но что я не так делаю? Можно ли задать температуру им 36 градусов и коэффициент теплопередачи (приму что они без одежды)

 

Рис.13 ????

 

 

А теперь основные вопросы

1) Правильно ли  я вообще сделал моделирование (почему не использовать вместо скорости воздуха - объемный расход?). Вопрос про 77С темпера у людей!!!

2) Как рассчитать режим CO2? Что бы от солида выходили вредности, хочу показать это.

3) Как рассчитать влажностной режим?

 

Ребятки, я буду благодарен вам, если подскажите. Я новичок в CFD, но все же надеюсь что вы меня наставите на путь истинный - это кстати часть моей дипломной работы.

 

С уважением Илья Игоревич

Модератор, прошу - удалите (или позвольте мне удалить) 

 

Ибо форум не хочет выкладывать скрины с радикала (я в последний раз в 2007 на формах просто был)) 
СпасибО!

 

Радикал весь набит троянами! Вы ничего умнее не придумали как выложить туда картинки? На форуме есть галерея вы можете картинки положить в нее и дать линки в теме.

[karachun 2 038]

41 минуту назад, champforgame сказал:

3) Концентрацию СО в воздухе - подскажите как сделать

Загуглил "solidworks flow simulation co2". Вот первое попавшееся видео.

https://www.youtube.com/watch?v=AVQhNtDceU8

 

44 минуты назад, champforgame сказал:

1) Правильно ли  я вообще сделал моделирование (почему не использовать вместо скорости воздуха - объемный расход?)

Если воздух несжимаемый то объемный расход = площадь*скорость. Т.е. это одно и то же просто задается по разному.

 

Картинки можете еще на imgbb.com залить.

[champforgame 0]

1 минуту назад, karachun сказал:

Загуглил "solidworks flow simulation co2". Вот первое попавшееся видео.

https://www.youtube.com/watch?v=AVQhNtDceU8

 

Если воздух несжимаемый то объемный расход = площадь*скорость. Т.е. это одно и то же просто задается по разному.

 

Картинки можете еще на imgbb.com залить.

Спасибо, можете пожалуйста подсказать как редактировать свои посты в теме (хочу ссылки перезалить)

 

[karachun 2 038]

1 минуту назад, champforgame сказал:

Спасибо, можете пожалуйста подсказать как редактировать свои посты в теме (хочу ссылки перезалить)

Три точки в правом верхнем углу но редактировать можно только первые 15 минут.

[champforgame 0]

https://ibb.co/tLyXM5g

Рис.1 Принципиальная схема расположения ВРУ

Модель выполнена в Revit и перенесена экспортом в .sat 

 

https://ibb.co/rt32ByW

Рис.2 Грубая модель в SOLIDWORKS

https://ibb.co/qR3CFDQ

Рис.3 Добавляю теплопритоки от людей (начало.)

https://ibb.co/M2j33zx

Рис.4 Добавляю теплопритоки от людей (конец.)

https://ibb.co/LxfrXjd

Рис.5 Характеристика  4АПН

https://ibb.co/CW6Zk4H

Рис.6 ХОВС 

https://ibb.co/WfGjZRB

Рис.7. Параметры приточного ВРУ (заглушки)

https://ibb.co/h9tRHVG

Рис.8. Параметры  ВРУ системы кондиционирования

https://ibb.co/m5tdy0F

Рис.9 Параметры вытяжной ВРУ

https://ibb.co/GJ6QzvK

 

Рис.10 Разрез температурного режима

https://ibb.co/DV8VF9v

Рис.11 Разрез температурного режима  2

https://ibb.co/NCNVL0s

Рис.12 Картинка

https://ibb.co/9rjPJy6

Рис.13 ????

3 минуты назад, karachun сказал:

Три точки в правом верхнем углу но редактировать можно только первые 15 минут.

Я уже все загрузил, спасибо за ссылку)

[karachun 2 038]

@champforgame А теперь перейдите по ссылке на imgbb, нажмите ПКМ на картинке и выберите "открыть изображение" и вставьте эту ссылку в сообщение.

Вот так.

[champforgame 0]

Рис.1 Принципиальная схема расположения ВРУ

Модель выполнена в Revit и перенесена экспортом в .sat 

 

Рис.2 Грубая модель в SOLIDWORKS

Рис.3 Добавляю теплопритоки от людей (начало.)

Рис.4 Добавляю теплопритоки от людей (конец.)

Рис.5 Характеристика  4АПН

Рис.6 ХОВС 

Рис.7. Параметры приточного ВРУ (заглушки)

Рис.8. Параметры  ВРУ системы кондиционирования

Рис.9 Параметры вытяжной ВРУ

 

Рис.10 Разрез температурного режима

Рис.11 Разрез температурного режима  2

Рис.12 Картинка

Рис.13 ????

[karachun 2 038]

@champforgame А может вместо твердых параллелепипедов сделать поддомен в жидкости и задать этому поддомену объемное тепловыделение?

Сразу скажу - как это сделать в солиде я не знаю. Смотрите в справке или гуглите.

[champforgame 0]

3 часа назад, karachun сказал:

@champforgame А может вместо твердых параллелепипедов сделать поддомен в жидкости и задать этому поддомену объемное тепловыделение?

Сразу скажу - как это сделать в солиде я не знаю. Смотрите в справке или гуглите.

Подскажите пожалуйста, зачем нам вписывать в вытяжку температуру воздуха если солид сам ее считает  из тепла... В моем случае зачем это делать?

И для чего эта температура нужна? В моем случае расчет вроде идет от температуры притока  + кондиционирования + теплоизбытки людей

[MotorManiac 130]

1 час назад, champforgame сказал:

И для чего эта температура нужна? В моем случае расчет вроде идет от температуры притока  + кондиционирования + теплоизбытки людей

Это просто начальные условия. На скорость сходимости задачи влияет.

5 часов назад, champforgame сказал:

Концентрацию СО в воздухе

Наверное через объемные параметры это делается, где то должно быть. Или через глобальный параметр, если во всей расчетной области.

4 часа назад, karachun сказал:

Сразу скажу - как это сделать в солиде я не знаю.

Можно извратиться и поставить в этой области рециркуляцию с требуемым тепловыделением. Упрощенная модель пыхтелок зрителей :) Правда не знаю, умеет ли прога задавать такие параметры

[champforgame 0]

51 минуту назад, MotorManiac сказал:

Это просто начальные условия. На скорость сходимости задачи влияет.

Наверное через объемные параметры это делается, где то должно быть. Или через глобальный параметр, если во всей расчетной области.

Можно извратиться и поставить в этой области рециркуляцию с требуемым тепловыделением. Упрощенная модель пыхтелок зрителей :) Правда не знаю, умеет ли прога задавать такие параметры

Можно поставить объемный источник тепла, дать ему температуру 36,6 - это типо люди, а вот нужно ли делать дополнительно источник тепла 100Вт на человека?

[karachun 2 038]

2 часа назад, champforgame сказал:

Можно поставить объемный источник тепла, дать ему температуру 36,6 - это типо люди, а вот нужно ли делать дополнительно источник тепла 100Вт на человека?

Нет, если зададите 36.6 то не получите 8.4 кВт в сумме. Почему в расчете получились такие большие температуры - с параллелепипеда тепло плохо снимается, у него небольшая площадь. Вот и получилась такая равновесная температура в 77 градусов.

Так что уже само то что вы зададите объемный источник должно сильно охладить эту область.
Ну или вообще можете оставить все как есть. Только не показывайте температуру на стенках. Температура жидкости нормальная - там не больше 30.

[MotorManiac 130]

18 минут назад, karachun сказал:

у него небольшая площадь

или сетка грубая

[champforgame 0]

13 часов назад, karachun сказал:

Нет, если зададите 36.6 то не получите 8.4 кВт в сумме. Почему в расчете получились такие большие температуры - с параллелепипеда тепло плохо снимается, у него небольшая площадь. Вот и получилась такая равновесная температура в 77 градусов.

Так что уже само то что вы зададите объемный источник должно сильно охладить эту область.
Ну или вообще можете оставить все как есть. Только не показывайте температуру на стенках. Температура жидкости нормальная - там не больше 30.

Вы правы, я так и подума) помогите плиз
Я беру выделение одного человека (100вт) и делю на V человека - ЧЕЛОВЕК состоит на 80% из воды, пусть его плотность будет как у воды при температуре 36 - p= 993

беру стандартный вес для Росси - 75кг - выходит 75/993=0,075 м3.
Далее нахожу теплоизбытки от одного ряда (10 чел) - получается один ряд выдает 1000Вт, а их объем 0,075*10=0,75м3
итак, значит нахожу объем одного ряда зрителей (прямоугольника) и делаю пропорцию 1000Вт/0,75м3=X/V упрощенный прямоугольник м3 - получаю цифру из пропорции  и делю на V прямоугольник - в итоге получаю Вт/м3 для одного ряда и вписываю туда? Мне кажется тогда температура упрощенной модели будет меньше 36,6) я верно думаю?

[MotorManiac 130]

48 минут назад, champforgame сказал:

я верно думаю?

 

Как то сурово у вас выходит. Просто на стенки установите тепловыделение в Вт

[champforgame 0]

15 минут назад, MotorManiac сказал:

 

Как то сурово у вас выходит. Просто на стенки установите тепловыделение в Вт

я ТАК и сделал) из за этого стенка выходит с температурой 78 градусов (см. рис 13)

 

[MotorManiac 130]

13 минут назад, champforgame сказал:

я ТАК и сделал) из за этого стенка выходит с температурой 78 градусов (см. рис 13)

какая у вас площадь получилась ? и сколько Вт на нее приходится ?

[karachun 2 038]

3 часа назад, champforgame сказал:

я верно думаю?

И да и нет. У вас на креслах сидит 84 человека. Суммарная мощность 84*100 Вт. А вот то как эта мощность подводится это уже дело десятое. Люди ведь дышат. Вдыхают прохладный воздух - выдыхают теплый. А сами знаете какая площадь поверхности легких у человека - побольше чем весь кинозал.

Так что в любом случае вы не моделируете как человек отдает тепло в реальности. Это сильно сложно.

Как сказал @MotorManiac - достаточно задать тепловую мощность. Это будет правильно. Прямо у стенки температуры будут немного больше чем в реальности. Но уже на удалении пары метров воздух перемешивается и его температура становится похожа на правильную.

 

Т.е. у вас люди смоделированы упрощенно а значит прямо на модели людей результаты ре реалистичны из-за того что моделировали упрощенно. Значит вы на них не смотрите и комиссии тоже говорите чтоб она не смотрела.

 

Если сделаете людей в виде оребренной поверхности, как у радиатора то равновесная температура будет меньше.

Вы же помните формулу теплоотдачи из курса ТМО? Вы же проходили ТМО или нет?

У вас Q постоянна, alpha тоже примерно постоянна, как и средняя температура жидкости (воздуха). Значит при данной площади вы получите некоторую равновесную температуру стенки. Если увеличите площадь то температура стенки уменьшится. Никакой магии.

 

И уберите перила. Они ни на что не влияют но сетку жрут.

[champforgame 0]

14 часов назад, karachun сказал:

 

 

Если сделаете людей в виде оребренной поверхности, как у радиатора то равновесная температура будет меньше.

Вы же помните формулу теплоотдачи из курса ТМО? Вы же проходили ТМО или нет?

У вас Q постоянна, alpha тоже примерно постоянна, как и средняя температура жидкости (воздуха). Значит при данной площади вы получите некоторую равновесную температуру стенки. Если увеличите площадь то температура стенки уменьшится. Никакой магии.

Формулу помню, считали мощность теплообменника ею) я просто не думал что объем человеческих легких может быть такой большой) Можно вопрос - а то что я  задал примитивам 8400 Вт - в программе это означает что 8400 Вт равномерно распределяется на все примитивы или это для каждого?) По картинкам вроде равномерное распределение. 
@Motor_Maniac в принципе @karachun прав, думаю если я увеличу коэффициент ребристости (увеличу площадь поверхности), то температура будет меньше . Еще раз вам спасибо господа. 
Влажностной режим вы не знаете как считать?) 

[champforgame 0]

@karachun

Вы не знаете что показывают данные критерии 
"LAQI CO" появился после расчета примеси. Вопрос - как посчитать промили или пдк конценттрации, если солид выдает кг/с, как мне узнать повышена ли у меня концентрация газа, если они в разных СИ. Промили в ед измерения есть, где они тогда находятся?