تهدف هذه الدراسة إلى حل مشاكل فوضى تدفق الهواء والأداء الضعيف في صندوق التهوية الناجم عن التوزيع غير المعقول لتدفق الهواء من خلال تصميم الهيكل الداخلي للصندوق المنفيس على أساس الاستهلاك المستمر للطاقة. تم إنشاء طريقة تحسين فعالة واقتصادية مع الأخذ في الاعتبار أداء الصندوق ذي التهوية ويمكن استخدامه بسهولة لتمديد وقت تخزين الطعام الطازج. الهدف من هذه الدراسة هو تصميم وتحسين صندوق تنفيس عالي الأداء يحتوي على صفائف من الأنابيب ذات ثقوب متعرجة.
يوجد مدخلان للهواء متساويان في الحجم مضبوطان بالتوازي على الجانبين الأيسر والأيمن من الصندوق ذي التهوية ، وتم وضع مخرج في الجانب العلوي من الصندوق ذي التهوية. يحتوي النموذج المرجعي على 10 أنابيب. يحتوي الأنبوبان الأوسطان على 10 ثقوب على التوالي ، متداخلة عبر الأنابيب.
يزداد عدد الثقوب من الأنبوب الأوسط إلى الأنبوب الخارجي بمقدار اثنين في المرة الواحدة. بالنظر إلى صفائف الأنابيب ، يتم إنشاء النصف السفلي ثلاثي الأبعاد والنصف العلوي من نماذج الصناديق ذات التهوية باستخدام برنامج ثلاثي الأبعاد وحفظها كملفات XT. قم بتشغيل برنامج المحاكاة واسحب مكون الشبكة من أنظمة المكونات إلى النافذة التخطيطية للمشروع.
سمها أسفل. انقر بزر الماوس الأيمن فوق الهندسة وانقر فوق استعراض لاستيراد ملف XT السفلي. انقر بزر الماوس الأيمن فوق الهندسة وانقر فوق هندسة مصمم تصميم جديد للدخول في نافذة مصمم تصميم الشبكة.
انقر فوق إنشاء لعرض النموذج السفلي. انقر بزر الماوس الأيمن فوق السطح العلوي وانقر فوق التحديد المسمى لإعادة تسميته باسم Vented Box Upper. حدد هيئات مرشح التحديد.
انقر بزر الماوس الأيمن فوق النموذج السفلي لتحديد التحديد المسمى وإعادة تسميته أسفل. حدد وجوه مرشح التحديد وقم بتبديل وضع التحديد إلى مربع التحديد. حدد جميع الأسطح الداخلية وانقر بزر الماوس الأيمن لتحديد التحديد المسمى وإعادة تسميته كأسطح داخلية خارجية ، تعرف على أنها واجهات شبكية لاحقا.
ارجع إلى النافذة الأولية. انقر نقرا مزدوجا فوق شبكة الجزء السفلي. أدخل في نافذة الشبكات.
تغيير التفضيل المادي من الميكانيكية إلى CFD. انقر فوق التحديث لإنشاء نموذج الشبكة. ارجع إلى النافذة الأولية.
اسحب مكون الشبكة من أنظمة المكونات إلى النافذة التخطيطية للمشروع. سمها أعلى. انقر بزر الماوس الأيمن فوق الهندسة وانقر فوق استعراض لاستيراد ملف XT العلوي.
انقر بزر الماوس الأيمن فوق الهندسة وانقر فوق هندسة مصمم تصميم جديد للدخول في نافذة مصمم تصميم الشبكة. انقر فوق إنشاء لعرض النموذج العلوي. انقر بزر الماوس الأيمن فوق السطح السفلي وانقر فوق التحديد المسمى لإعادة تسميته كمربع تنفيس أسفل.
حدد هيئات مرشح التحديد. انقر بزر الماوس الأيمن فوق النموذج العلوي لتحديد التحديد المسمى وإعادة تسميته على أنه أعلى. حدد وجوه مرشح التحديد.
انقر بزر الماوس الأيمن فوق السطح العلوي وانقر فوق التحديد المسمى لإعادة تسميته كمنفذ. ارجع إلى النافذة الأولية. انقر نقرا مزدوجا فوق شبكة أعلى.
أدخل في نافذة الشبكات. تغيير التفضيل المادي من الميكانيكية إلى CFD. انقر بزر الماوس الأيمن فوق الشبكة لتحديد الحجم في الإدخال.
حدد هيئات مرشح التحديد. حدد الطراز الأعلى وأعلى 18 في حجم العنصر. انقر فوق تحديث.
ارجع إلى النافذة الأولية. اسحب مكون الشبكة من أنظمة المكونات إلى النافذة التخطيطية للمشروع. سمها كأنبوب.
قم باستيراد ملف الأنبوب XT بالنقر فوق الشكل الهندسي. أدخل في نافذة مصمم تصميم الشبكة. يتم عرض نموذج الإخراج مرة أخرى بالنقر فوق إنشاء.
حدد الوجهين النهائيين للأنبوب وقم بتسميتهما على أنهما مدخل واحد ومدخل اثنان. يتم تصنيف الأنبوب حسب اختيار الجسم على أنه أنبوب. يتم تصنيف جميع الأسطح الداخلية حسب اختيار الصندوق على أنها أسطح داخلية ، يتم تعريفها على أنها واجهات شبكية لاحقا.
ارجع إلى النافذة الأولية. انقر نقرا مزدوجا فوق شبكة الأنابيب. أدخل في نافذة الشبكات.
تغيير التفضيل المادي من الميكانيكية إلى CFD. يمكن إنشاء نموذج الشبكة بالنقر فوق تحديث. ارجع إلى النافذة الأولية.
اسحب مكون المحاكاة إلى النافذة التخطيطية للمشروع. اربط ثلاثة مكونات شبكية بمكون المحاكاة وقم بالتحديث للدخول. تحقق من جودة نموذج الشبكة.
تحقق مما إذا كانت الشبكة لها حجم سالب. حدد عامل الثبات والاسترخاء والعامل المتبقي والجدول الزمني. حدد القيم الافتراضية.
أدخل في واجهة الإعداد للنموذج اللزج لتحديد طراز K-epsilon. اضبط مادة الهواء. تغيير نوع منطقة الخلية إلى سائل.
قم بتحويل نوع الصندوق العلوي ذو التهوية ، والصندوق السفلي ، والأسطح الداخلية الخارجية ، والأسطح الداخلية الداخلية من الجدار الافتراضي إلى الواجهة. افتح واجهات الشبكة وادخل إلى نافذة إنشاء / تحرير واجهات الشبكة. تطابق الأسطح الداخلية الخارجية مع الأسطح الداخلية الداخلية.
تطابق مربع تنفيس العلوي إلى مربع تنفيس أسفل. أخيرا ، يتم إنشاء الواجهتين الشبكيتين بين الصندوق المهواة والواجهة المسماة الأولى والواجهة الثانية ، على التوالي. اضبط سرعات تدفق الهواء لجميع المداخل على أنها 8.9525 مترا في الثانية في نافذة مدخل السرعة.
اضبط مقياس ضغط المخرج على أنه صفر في نافذة مخرج الضغط. قم بتعيين نمط تهيئة الحل كتهيئة قياسية قبل التهيئة. تعيين عدد التكرارات على أنه 2000.
انقر فوق حساب لبدء المحاكاة والعودة إلى النافذة الأولية حتى تنتهي المحاكاة. انقر على النتائج. أدخل في نافذة نشر العقود مقابل الفروقات.
انقر فوق رمز تبسيط في صندوق الأدوات. حدد منفذ في البداية من والخلف في الاتجاه. انقر فوق تطبيق لإنشاء مخطط التدفق الداخلي للصندوق الذي تم تنفيسه.
انقر فوق الطائرة في الموقع. حدد مستوى ZX في الطريقة ، وقيمة الإدخال 0.6. انقر فوق تطبيق لإنشاء الطائرة على بعد 0.6 متر من السطح السفلي.
انقر فوق رمز الكفاف في صندوق الأدوات. حدد طائرة واحدة في المواقع. حدد السرعة في المتغير.
حدد محلي في النطاق. انقر فوق تطبيق لإنشاء محيط السرعة. تصدير بيانات معدل التدفق للمستوى الذي تم إنشاؤه أعلاه.
احصل على الانحراف المعياري لمعدل التدفق في Excel. قم بتشغيل برنامج التحليل الإحصائي. انقر فوق البيانات وانقر فوق إنشاء في تصميم متعامد.
أدخل رقم الأنبوب في اسم العامل و A في تسمية العامل. انقر فوق إضافة وتعريف القيم لتعيين أربعة مستويات لعدد الأنابيب. انقر فوق متابعة والعودة إلى نافذة إنشاء تصميم متعامد.
أدخل رقم الثقب في اسم العامل و B في تسمية العامل. انقر فوق إضافة وتعريف القيم لتعيين أربعة مستويات لعدد الثقوب. انقر فوق متابعة والعودة إلى نافذة إنشاء تصميم متعامد.
أدخل الرقم التراكمي في اسم العامل و C في تسمية العامل. انقر فوق إضافة وتعريف قيم لتعيين أربعة مستويات لعدد الزيادات. انقر فوق متابعة وأنشئ ملف بيانات جديدا لإنشاء 16 عينة صفيف.
انقر فوق طريقة عرض المتغير لتحديد الاسمية في القياس والإدخال في الدور. أعد تسميته كانحراف معياري مضروبا في 100،000. كرر الخطوات من 1.1 إلى 2.5 مع نقاط العينة أعلاه.
يتم ملء الانحرافات المعيارية ال 16 الناتجة مضروبة في 100،000 في قائمة العينات لتحسينها لاحقا. انقر فوق تحليل وانقر فوق أحادي المتغير في النموذج الخطي العام. املأ الانحراف المعياري مضروبا في 100،000 في متغير تابع واملأ رقم الأنبوب ورقم الفتحة والرقم التراكمي في عوامل ثابتة.
انقر فوق النموذج وبناء المصطلحات. تغيير التفاعل إلى التأثيرات الرئيسية. املأ A و B و C في النموذج.
انقر فوق متابعة والعودة إلى النافذة أحادية المتغير. انقر فوق EM يعني واملأ A و B و C في وسائل العرض ل. انقر فوق متابعة والعودة إلى النافذة أحادية المتغير.
انقر فوق موافق واحصل على نتيجة التحسين. تتوافق القيمة الدنيا لعمود المتوسط في الجدول مع المتغير الأمثل. انقر نقرا مزدوجا فوق الجدول.
أدخل في نافذة الجدول المحوري. انقر فوق تحرير وانقر فوق شريط في إنشاء رسم بياني لإنشاء الرسم البياني. كما هو موضح في الشكل الرابع والشكل الخامس ، فإن انسيابية الصندوق الذي تم تنفيسه لاحقا أكثر فوضى من السابق ، بسبب الهيكل الداخلي للصندوق ذي التهوية.
كما هو موضح في الشكل السادس والشكل السابع ، فإن معدل التدفق داخل الصندوق المنفيس ، وهو أحد النماذج المستخدمة لتحليل الحساسية ، يكون أكثر تفاوتا. من أجل فهم توزيع الانسيابية داخل الصندوق المهواة بشكل أكثر سهولة ، يتم حساب الانحراف المعياري بواسطة هذه الصيغة. يوضح الجدول الأول الانحراف المعياري لمعدلات التدفق ل 10 مجموعات من الصندوق المنفيس المستخدم لتحليل الحساسية.
يمثل الانحراف المعياري الكبير فرقا كبيرا بين معظم معدلات التدفق ومتوسط معدل التدفق الخاص بها. وبالتالي ، يمكن ملاحظة أن تغيير الهيكل الداخلي للصندوق المنفيس يمكن أن يغير تدفقه الداخلي ويجعل خط الانسيابية أكثر منطقية. عند تصميم التجربة المتعامدة ، هناك ثلاثة متغيرات تصميم في هذه المقالة.
كل من هذه المتغيرات الثلاثة له أربعة مستويات. كما هو موضح في الجدول ، تم الحصول على 16 مجموعة من نقاط التصميم التجريبية عن طريق التصميم التجريبي المتعامد. يتم حساب الانحرافات المعيارية.
في النهاية ، يتم استخدام طريقة تحليل النطاق كطريقة تحسين لمعرفة تركيبة معلمات الهيكل الأمثل. يوضح الشكل الثامن نتيجة التحسين للمعلمة الهيكلية حول عدد الأنابيب. من هذا ، يمكننا أن نرى أنه يتم الحصول على الحد الأدنى للقيمة عندما يكون عدد الأنابيب 14.
يوضح الشكل التاسع نتيجة التحسين لمعلمة الهيكل حول عدد الثقوب في الأنابيب الوسطى. من هذا ، يمكننا أن نرى أنه يتم الحصول على الحد الأدنى للقيمة عندما يكون عدد الثقوب في الأنابيب الوسطى 14. يوضح الشكل 10 نتيجة التحسين للمعلمة الهيكلية حول عدد كل زيادة من الداخل إلى الأنبوب الخارجي.
من هذا ، يمكننا أن نرى أنه يتم الحصول على الحد الأدنى للقيمة عندما يكون عدد كل زيادة من الداخل إلى الأنبوب الخارجي أربعة. يوضح التحليل أعلاه أن التركيبة المثلى هي الأنبوب رقم 14 ، الثقب رقم 14 ، الرقم التراكمي أربعة. لتأكيد الدقة ، تم تحليل الحالة المثلى.
يوضح الشكلان الرابع و 11 تبسيط النموذج المرجعي مقابل النموذج الأمثل. يوضح الشكلان السادس و 12 توزيع سرعة التدفق داخل النموذج المرجعي مقابل النموذج الأمثل. ويبين الجدول الثالث المقارنة بين نموذج التحسين والنموذج المرجعي.
يمكن ملاحظة أن الانحراف المعياري المحسوب بواسطة النموذج الأمثل أقل مقارنة بالانحراف المعياري للنموذج المرجعي. يوضح الجدول الرابع الزيادة في عدد الثقوب من أربعة إلى ستة ، مع تغيير طفيف في الانحراف المعياري. في هذا البحث ، تم تحسين البيئة الداخلية للصندوق ذو التهوية من خلال تحسين هيكله ، ويتم قياس جودة بيئته الداخلية بالانحراف المعياري.
كلما كان الانحراف المعياري أصغر ، كلما كان تدفق الهواء داخل الصندوق المهواة أكثر منطقية ، مما يشير إلى أن طريقة التحسين المعتمدة في هذا العمل فعالة ومجدية.
