تحلیل عددی تهنشینی ذرات داخل اتاق بااستفاده‌از مدل ادی‌های بزرگ بر پایۀ روش شبکۀ بولتزمن

Abstract

در این مقاله ته‌نشینی ذرات با اندازه‌های مختلف (10 نانومتر تا 10 میکرومتر) داخل اتاق با استفاده از مدل ادی‌های بزرگ و زمان آرامش چندگانه بر پایۀ روش شبکۀ بولتزمن مورد بررسی قرار گرفته است و اثر نیروهای بویانسی، درگ و برونین بر روی ته‌نشینی ذرات بر روی دیواره‌های مختلف اتاق اداری تحلیل شد. برای مدل کردن ادی‌های کوچک از مدل بهبودیافته اسماگورنسکی استفاده شد. برای بررسی ته‌نشینی ذرات داخل اتاق، تعداد 144 ذره در هر بازه زمانی 05/0 ثانیه از دریچه ورودی جریان به داخل اتاق تزریق شد و بعد از گذشت 30 ثانیه تزریق ذره متوقف گردید، در مجموع 86400 ذره وارد اتاق شد. نتایج به‌دست آمده نشان دادند که روش عددی مورد استفاده همخوانی خوبی با روش‌های عددی و آزمایشگاهی گذشته دارد. تعداد ذرات ته‌نشین شده بر روی دیواره‌های مختلف اتاق بر حسب زمان محاسبه گردید و مشاهده شد که تعداد ذرات ته‌نشین شده به مرور زمان افزایش می‌یابد و ته‌نشینی ذرات با اندازه بزرگتر بیشتر می‌باشد. تراکم ذرات داخل اتاق بر حسب زمان نشان داده شد. لحظه شروع تزریق ذرات به داخل اتاق، تراکم آنها در ناحیه ورودی بیشتر می‌باشد و به مرور زمان تراکم در نواحی دور از ورودی جریان افزایش می‌یابد. نتایج به‌دست آمده از این پژوهش در طراحی سیستم‌های تهویه مطبوع اتاق‌های اداری و بیمارستانی کاربرد قابل توجهی خواهد داشت.

Keywords

• روش شبکه بولتزمن
• مدل حل ادی های بزرگ
• پخش و ته نشینی ذرات
• مدل بهبودیافته اسماگورنسگی