بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله به شبیهسازی عددی جریان سیال و انتقال حرارت در اتاق سرنشین یک خودرو شبیه تندر90 بااستفاده از نرمافزار انسیس فلونت پرداخته شدهاست. شبیه سازی بصورت سه بعدی و دائم انجام شد. در این بررسی، یک دریچه جهت ورود هوا و دو دریچه جهت خروج هوا در دو حالت زمستان وتابستان درنظر گرفته شد.پس از بررسی نتایج حاصل از شبکه های گوناگون، مناسب ترین شبکه انتخاب گردید. با بررسی کانتورهای دما و بردار سرعت مشاهده شد که درانتهای خودرو توزیع دمای بهتری وجود دارد.
-1 مقدمه
-1-1پیش گفتار
انسان که همواره در زندگی نیازمند حرکت و جابهجایی از مکانی به مکان دیگر بوده، از دیرباز به فکر اختراع وسیلهنقلیه جهت جابهجایی بار و مسافر بوده ودراین زمینه نیز پیشرفتهای بسیاری داشته که امروزه بهوضوح قابل مشاهده میباشند. استفاده از اتومبیلهای مدرن امروزی حاصل تلاش وتجربیات متوالی انسان ازدیرباز تابه حال بودهاست.
بهوجوداوردن یک محی قابل تحمل وراحت در داخل وسایلنقلیه نیز خالی ازتفکرانسان نبوده وهمواره نیز درجهت بهبود هرچه بیشتر فضای درون وسایل نقلیه گامهای مثبتی برداشتهاست. بهطورکلی سیستم تهویه مطبوع که وظیفه ان بهوجود اوردن یک فضا ودمای مناسب جهت اسایش ماست وموضوع ان چندین دهه قبل مطرحشدهاست.
شرکت جنرالفورد یکی ازنخستین شرکتهای اتومبیلسازی امریکا ازهمان سالهای نخست که به تولید اتومبیلهای خود اقدامکرد درفکر ایجاد رفاه واسایش هرچه بیشتر سرنشیناناتومبیل بود و برای ایجاد یک فضای خنک و مطبوع در درون اتاق خودرو، ازتفکر متخصصین زیادی استفادهکرد. بهعنوان مثال دراوایل، انها درقسمت جلویاتومبیل بین داشبورد و موتور یک محفظه خالی ایجادکردهبودند و با ریختن یخهای خردشده واستفاده از وزش باد درهنگام حرکت اتومبیل، نسیم خنکی دردرون اتومبیل ایجاد میکردند.
تمایل خودروسازان جهت افزایش شیشههای مورداستفاده درخودروها ازیک سوی وقیدهای مربوط به صرفهجویی انرژی ازسویی دیگر، طراحی سیستم تهویه خودرو را پیچیده کردهاست. درواقع اگرچه میتوان باافزایش قدرت وظرفیت سیستم تهویه یک خودرو نیاز سرنشینان برای اسایش را برطرف کرد اما این موضوع سبب افزایش قیمت خودرو وافزایش مصرف سوخت ان میگردد که برای جلوگیری ازاین عوامل ناخواسته اهمیت طراحی بهینه جهت سیستم تهویه خودرو بیش ازپیش نمایان میگردد.
درگذشته سیستم تهویه خودرو ازطریق ساخت نمونه و ازمایشهای مختلف فیزیکی صورت میپذیرفت که انجام این ازمایشها بسیار گرانقیمت بود. ازطرفی جهت طراحی سیستم تهویه خودرو پارامترهایی نظیر بار حرات مربوط به تشعشع خورشیدی،خواص شیشه خودرو ،دمای هوای اطراف وسرعت ان و...اثرگذارند که به یکدیگر نیز وابستهاند.
بنابراین تحلیل وبررسی پارامترهای ذکرشده وارتباط پیچیده انها ازطریق ازمایش تقریبا کاری غیرممکن است. ضمن این که برای بررسی تغییرات هریک ازعوامل به هفتهها وقت نیاز بود.بنابراین امروزه تلاش میشود تا ابتدا طراحیهای اولیه ازطریق روشعددی صورت پذیرفته وپس از بررسی پارامترهای موثر، تعداد ازمایشهای مربوط به ساخت نمونه کاهش یابد.
-2-1روشهای تهویه اتاق خودرو
-1-2-1گرمایش خودرو
سیستم بخاری به این صورت است که انرژی غیرقابل استفاده را بهشکل مفید وارد چرخه کرده و ازآن درجهت گرمایش کابین استفادهمیکند. دربخاری سیستم به اینگونهاست که اب گرمی که دراطراف موتور درحال جریان است وگرمای موتور رابه خود جذب میکند،وارد رادیاتور شده وشروع به تبادل گرما میکند. دراین موقع با قرارگرفتن فن درپشت این قسمت وتولید هوا و تبادل گرما بااب رادیاتور،هوا گرم شده وازطریق مجاری مناسب به کابین خودرو هدایت میشود.لازمبهذکراست که ترموستاتی قبل از رادیاتور قرارگرفته وبه محض انکه دمای مایع بهحد مشخصی برسداجازه ورود اب بهداخل رادیاتور رامیدهد.
-2-2-1سرمایش خودرو
روشهای متفاوتی برای سرمایش خودرو وجود دارد ازقبیل روش تراکمی،روش جذبی ،روش پنل خورشیدی و....که متداولترین انها در حال حاضر روش تراکمی میباشد.این روش یک سیکل ساده است که اجزای ان عبارت اند از:کندانسور،فن کندانسور،سوپاپ انبساط،اواپراتور،فن،سوییچ کنترل فشار
شکل-1سیستم تهویه مطبوع خودرو[3]
-3-1مرور برکارهای دیگران
الکایم وفردوس بین و مانوسامی بهانالیز خودرو پارک شده تحت تاثیر نورخورشید بهروش تجربی وعددی پرداختند. ازمایش تجربی در یک سالن بزرگ تحت شرای مختلف از قبیل باز و بستهبودن شیشهها،نحوه پارک خودرو و وجود یا عدم وجود سایهبان صورت گرفتهاست.
نتایج تجربی و شبیهسازی نشان میدهند که درصد زیادی ازگرمای انباشتهشده در قسمت بالای اتاقخودرو میباشد و همچنین درنزدیکی داشبورد وشیشهعقب جابهجایی طبیعی صورت میگیرد.وجود سایهبان باعث میشود که دمای سطح داشبورد 26 کاهش وهمچنین دمای ماکزیمم هوادرکابین 27 کاهش یابد.
واگنر و کنستانتیناو به شبیهسازی یک قطار مسافربری مشخص باتعداد 656مسافر پرداختند.انها در حل این مسئله پنجرهها و دیوارها را ادیاباتیک فرض کرده و معادلات مومنتم وانرژی و پیوستگی را به روش متوس گیری رینولدز شبیهسازی کردند.انها دراین مسئله مش هیبریدی با 29میلیون سلول به کاربردند و مسئله را تحت شرای ورودی و خروجی مختلف با درنظرگرفتن حضور مسافران حل کردند و بهترین حالت ممکن ازنظر تهویه مطبوع راانتخاب کردند.
