بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش با استفاده از نرم افزارهای شبکه بندی هندسه یک مخزن شناور ترسیم و شبکه بندی می شود. سپس با استفاده از نرم افزار فلوئنت، تحلیل سیالاتی مورد نظر انجام و هندسه مخزن شناور به صورت شماتیک مورد ارزیابی قرار می گیرد. هدف از انجام این پروژه تخمین قطر ونت مخزن بوده به صورتی که مخزن مورد نظر در طول مدت زمان 60 ثانیه پر شود. ابتدا شبیه سازی بر روی قطر های کوچکتر انجام شده و سپس تا رسیدن به قطر مناسب افزایش می یابد. علاوه بر قطر لوله ورودی، فشار آب ورودی هم شامل پارامترهای ورودی بوده و در تعیین اندازه قطر ورودی موثر می باشد.
مقدمه
در این پروژه ابتدا طرح مخزن بالاست به صورت استوانه و با ورودی و خروجی در امتداد محور استوانه در نظر گرفته شد. علت این فرض هم تبدیل مساله به هندسه ای متقارن محوری می باشد تا زمان تحلیل توسط نرم افزار کاهش یابد. ضمنا با توجه به اینکه حجم مخزن در اینجا مهم می باشد نه ابعاد آن، استوانه فرض کردن مخزن به صحت نتایج صدمه ای وارد نمی کند. شکل زیر مخزن، ورود و خروج آب و هوا و ابعاد هندسه سه بعدی مورد تحلیل را نشان می دهد.
شبکه بندی هندسه
شکل زیر نیز شبکه بندی ایجاد شده برای ورود به نرم افزار را نشان می دهد. شکل :3Error> No text of specified style in document. شبکه بندی هندسه مورد نظر همانطور که مشخص می باشد در نواحی که دارای گرادیان شدید - سرعت - می باشیم از سلول های ریزتری استفاده شده است تا دقت نتایج افزایش یابد. تحلیل عددی در اینجا ورودی های مساله مورد نظر مشخص می شود. این مساله برای دو ورودی آب با فشار و قطر متفاوت که در جدول زیر نشان داده شده است، حل شده است.
قطرهای مورد نظر در قسمت هندسه مشخص شده اند. در قسمت جریان ورودی نیز در فلوئنت فشار مورد نظر اعمال شده و سپس نتایج ارائه شده اند. لازم به ذکر است که حجم مخزن 1/325 متر مکعب در نظر گرفته شده است. برای حالت اول - ورودی 15cm و فشار 377 میلیمتر آب - برای سه قطر ونت خروجی تحلیل انجام شده و نتایج آن به صورت زیر می باشند. شکل:4 نمودار پر شدن حجم مخزن با ونت 1/2 اینچ برحسب زمان همانطور که در نمودار بالا پیداست با در نظر گرفتن قطر 1/2 اینچ برای ونت، بعد از 60 ثانیه ، تقریبا 0/5 مترمکعب از مخزن پر می شود و این ثابت می کند که با قطر 1/2 اینچ برای ونت در زمان 60ثانیه، مخزن کامل پر نمی شود. همانطور که در نمودار بالا پیداست با در نظر گرفتن قطر 3/4 اینچ برای ونت، بعد از 60 ثانیه ، تقریبا 1 مترمکعب از مخزن پر می شود و این نشان می دهد که با قطر 3/4 اینچ نیز برای ونت در زمان60 ثانیه، مخزن کامل پر نمی شود. ونت 1 اینچ نمودار زیر حجم آب وارد شده به مخزن برحسب زمان را نشان می دهد:
