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    氣流體模擬CFD模擬技術服務

    氣流體模擬CFD模擬技術服務

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    詳細介紹

      功能描述:

      氣流體模擬CFD模擬技術服務

      凈化設備及系統設計的效果與室內氣流組織密切相關。好的氣流組織方式能夠使潔凈區域的氣流組織、溫度、濕度和速度很容易地符合設計要求,反之,差的氣流組織方式可能根本就達不到設計要求。因此,在凈化設備、凈化系統設計完成之后施工之前,預測氣流組織狀況就很重要。


      我公司面向各凈化行業廠家提供專業的氣流體模擬CFD技術服務,(Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD),是一種重要的計算機模擬技術,其產生可以追溯到20世紀30年代初,它是流體力學、數值計算方法以及計算機圖形學三者相互結合的產物。1974年,丹麥的尼爾森(P.V.Nielsen)首次將CFD技術應用于空調工程,模擬室內空氣流動情況,標志著CFD技術開始應用于分析工程中的流動問題。CFD是目前國際上一個強有力的研究領域,是進行“三傳”(傳熱、傳質、動量傳遞)及燃燒、多相流和化學反應研究的核心與重要技術,廣泛應用于熱能動力、航空航天、機械、土木水利、環境化工、暖通空調及空氣凈化工程等諸多工程領域。


      我公司與國內CFD技術人員有著廣泛的密切合作,面向國內各凈化設備公司、凈化工程公司提供先進的應用于凈化設備氣流體模擬CFD技術服務:

      1、 CFD模擬技術的應用范圍

      CFD能夠分析與研究在各種復雜幾何形狀的空間(裝置)內、外發生的下列工程問題:①凈化設備及潔凈區域內的流體流動模型數據;②高溫傳熱(導熱、對流、輻射換熱、流固偶合傳熱);③氣-固、液-固、氣-液、液-液等多相流(如均化庫、增濕塔、氣力輸送等);④非牛頓流體流動(流變、如粉體、混凝土、膏狀物等);⑤多孔介質流;⑥化工反應流;⑦煤粉燃燒、氣態燃料燃燒、油霧燃燒、多種燃料混合及多氧化流燃燒(如燃燒器、分解爐、烘干爐等);⑧爆炸、爆燃和著火(如煤粉倉的爆炸與防治);⑨攪拌反應釜;⑩環保(氣體、水污染的擴散與防治、脫硫、NOx等)。

      CFD分析研究可以提供凈化工程設計、凈化設備生產管理、技術改造中所必需的參數,如流體阻力(阻力損失),流體與固體之間的傳熱量(散熱損失等),氣體、塵埃粒子固體顆粒的停留時間,產品質量,反應率,塵埃粒子處理能力(產量)等綜合參數以及各種現場可調節量(如風量、風溫、組分等)對這些綜合參數的影響規律性。還可以提供流動區域內精細的流場(速度矢量)、溫度場、各種與反應進程有關的組分參數場,通過對這些場量的分析,發現現有裝置或設計中存在的不足,為創新設計、改造設計提供依據。相當于是一個通用的、多功能的大型冷熱態、氣流組織試驗場(數值試驗)。

      2、 氣流體模擬CFD技術在潔凈工程及暖通空調領域的應用

      2.1 CFD在潔凈工程、暖通空調中的主要應用領域。 CFD主要可用于解決以下幾類暖通空調工程的問題:

      2.1.1 潔凈空間氣流組織設計 借助CFD可以預測仿真潔凈空間的氣流分布詳細情況。氣流數值分析能夠考慮室內各種可能的內擾、邊界條件和初始條件,因而它能全面地反映室內的氣流分布情況,從而便于發現最優的氣流分布方案,進而指導設計使其達到良好的空氣凈化效果。

      2.1.2 建筑外環境分析設計 建筑外環境對建筑內部居住者的生活有重要的影響,建筑小區二次風、小區熱環境等問題日益受到人們的關注。采用CFD可以方便地對建筑外環境進行模擬分析,從而設計出合理的建筑風環境。而且,通過模擬建筑外環境的風流動情況,還可進一步指導建筑內的自然通風設計等。

      2.1.3 室內空氣品質研究 利用CFD技術研究潔凈空間空氣品質問題,主要是通過模擬得到室內各個位置的風速、溫度、相對濕度、污染物濃度等參數,從而評價通風換氣效率、熱舒適和污染物排除效率等。

      2.1.4 凈化設備性能的研究改進 凈化工程及暖通空調工程的許多設備,如高效送風口、風淋室、潔凈棚、FFU風機過濾單元、回風口、送風天花、風機、蓄冰槽、空調器等,都是通過氣流體工質而工作的,氣體流動情況對設備性能有著重要的影響。通過CFD模擬計算設備內部的氣體流體流動情況,可以研究設備性能,從而改進其氣流組織,提高凈化效果。

      2.2 凈化工程、凈化設備、暖通空調領域中CFD的求解過程CFD進行模擬仿真,其主要環節無外乎包括以下幾個方面:建立數學物理模型、進行氣流數值求解、將數值解結果可視化等。

      2.2.1 建立數學物理模型 建立數學模型是對所研究的流動問題進行數學描述,為數值求解做準備工作。基本數學模型有:

      ①質量守恒方程

      ②動量守恒方程

      ③能量守恒方程

      ρ——流體密度,kg/m3;

      t ——時間,s;

      u——速度矢量,m/s;

      ui——速度在i方向上的分量,m/s;

      p——壓強,pa;

      Fi——體積力,N;

      T——溫度,K;

      cp——定壓比熱;

      ST——粘性耗散項。

      對于湍流流動,還要補充反映湍流特性的其他方程。

      2.2.2 進行氣流數值求解 ①確定邊界條件與初始條件。

      初始條件和邊界條件是控制方程有確定解的前提。初始條件是所研究對象在過程開始時刻各個求解變量的空間分布情況。對于瞬態問題必須給定初始條件,對于穩態問題不需要初始條件。邊界條件是在求解區域的邊界上所求解的變量或其導數隨地點和時間的變化規律。②劃分計算網格。網格分結構網格和非結構網格。簡單說,結構網格在空間上比較規范,如對一個四邊形區域,結構網格多是成行成列分布的,而非結構網格在空間分布上沒有明顯的行線和列線。目前各種CFD軟件都有專門的網格生成工具。③建立離散方程并求解。離散方程常用的方法有:有限容積法、有限差分法和有限元法等。選擇合適的方法,對求解區域進行離散。

      2.2.3 結果可視化 通過計算機數值求解得到的結果是節點上的數值,因而視覺效果上不具備可觀性,難以被一般工程人員或其它相關人員所認識和接受,所以必須借助相關軟件將模擬結果可視化,CFD的后處理可以靜態顯示氣流速度、氣流方向、溫度、塵埃粒子濃度場圖片,也可以動態的顯示氣流體流動的流線和跡線。


      我國大概在20世紀80年代開始研究CFD在暖通領域的應用。我國現有成果大部分屬于運用專用軟件進行某個算例的分析。從總體上說,真正把CFD技術與實際的凈化工程、暖通設計結合的案例還很少,真正掌握CFD技術的暖通設計人員數量有限,在我國凈化行業、暖通行業中開展CFD方面研究尚有大量工作要做。氣流體模擬CFD技術服務


      產品來源:http://www.zghsjt.com 黃生-13570963007



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