博士团队15年仿真经验

专注于产品品质和技术创新

  15250437010     0512-66067334

揭秘工业厂房烟囱内部气体流动

发表时间: 2020-10-16 17:00:00

作者: 中源广科

浏览:

在上一期的内容中,我们对标准工业厂房内部的气流结构以及温度分布进行了模拟分析。

本期小编将继续带大家了解,工业厂房烟囱内部气流受热驱动的影响。


本期模拟对象为一间带烟囱的工业厂房,厂房尺寸为长21.4m,宽6m,高10m。厂房左右两侧离地面0.8m处各有一个1.2m*1.2m的通风口与外界进行热质交换。厂房内置一个1m高的工作台,工作台的正上方0.3m处有一排风罩与通往室外的排风管相连。如图1所示:


01

模拟条件设定

A. 入风口温度20℃

B. 热源温度43℃

C. 环境温度20℃

图1模型结构说明:房间的底部有两个风机向房间内部吹风,中间是一个热源,由一个烟囱管道将热气流排出。


02

模拟分析

首先,设置气流向量截面,如图2所示。其次,我们围绕这个断面进行气流模拟及温度分析。



在图3中可以看到,风从两侧吹入,由于没有其他的出风口直接吹向了中心的烟囱管道,另外热的作用也加速了该运动。




图4中描述的是断面速度场的向量,可以看到在整个气流中的气体的运动规律。从速度的分布可以看出,中心位置的热源和烟囱管道之间的关系,似乎还有很多改善的空间。大量速度被排在烟囱罩之外,也就是烟囱罩的开口位置和开口处的高度是可以继续优化。



在图5中可以看出,由于风的作用,温度迅速在很短的距离(30cm左右)就降低了约10摄氏度的温度。再看烟囱的出口,持续的长度比较长,有2m左右。这与我们生活中,在烟囱的正上方的温度耗散慢相吻合。这是由气流传输直接影响,而与气流传输方向垂直的方向,热量的耗散非常快。通过等温线的密度,我们可以观察出来。




我们可以通过这个案例,调试速度的大小来比较温度本身的扩散与气流传输之间的关系。


实际上可以寻找出一种特殊属性的气体,在给定温度和速度下四面传输平均的气体。另一个方面,在传热中,对给定的流向与垂直流向的扩散距离下的温度M速度曲线,是有意义的。


在气流中扩散的温度场,包括温度诱导的速度场的问题中,结合仿真与试验粗线条和细试验的组合,将使得研究和设计工作极为精确。


对仿真工具的理解本身就是一个比较重要的工作。最终我们要明确的是,仿真的作用是需要得到真实的气流运行情况和对工况的影响。


CFD本质的作用是可以极低的成本获取结构内的气流分布情况。如果在精度上有较高的要求,成本也会提升很多。


目前有很多应用在用户的视觉感受上,由于在精度上的低要求将成本和实时性可以做到很高。结合可视化的如VR技术,可以将场景真实的展现的用户眼中。在很多例如暴风或者大坝的坍塌等影视作品中,会借鉴CFD的效果来做动画效果。


借鉴的原因是如果使用原始的模型将会极大的增加仿真成本,同时在影视后处理中,很多工作仍然需要处理。这些和具体的应用场景和需求有很大的关系。


揭秘工业厂房烟囱内部气体流动
长按图片保存/分享

15250437010


© 2018  苏州中源广科信息科技有限公司

技术支持:Qhsjui

苏州中源广科信息科技有限公司  所有版权  苏ICP备18004020号-1  千海视觉提供技术支持

添加微信好友,详细了解产品
使用企业微信
“扫一扫”加入群聊
复制成功
添加微信好友,详细了解产品
我知道了
苏ICP备18004020号-1