Γωνιακή ροή σε ευθύγραμμο αγωγό ορθογωνικής διατομής : η επίδραση του πλάτους
H ροή του αέρα σε αγωγούς αποτελεί μια συνήθη πρακτική με διάφορες εφαρμογές όπως η μεταφορά αέρα εντός κτιρίων με στόχο την ψύξη, τη θέρμανση, την εναλλαγή του αέρα του χώρου (ιδιαίτερα σε πολύ ψηλά κτίρια που συνήθως αποτελεί το μοναδικό τρόπο ως προς αυτό), την διατήρηση καταλλήλων συνθηκών για τ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2021
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/14675 |
| id |
nemertes-10889-14675 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Υπολογιστική ρευστοδυναμική Δευτερεύουσες ροές Ιξώδης ροή Ροή σε αγωγούς Computational Fluid Dynamics (CFD) |
| spellingShingle |
Υπολογιστική ρευστοδυναμική Δευτερεύουσες ροές Ιξώδης ροή Ροή σε αγωγούς Computational Fluid Dynamics (CFD) Λουκάς, Αντώνιος Γωνιακή ροή σε ευθύγραμμο αγωγό ορθογωνικής διατομής : η επίδραση του πλάτους |
| description |
H ροή του αέρα σε αγωγούς αποτελεί μια συνήθη πρακτική με διάφορες εφαρμογές όπως η μεταφορά αέρα εντός κτιρίων με στόχο την ψύξη, τη θέρμανση, την εναλλαγή του αέρα του χώρου (ιδιαίτερα σε πολύ ψηλά κτίρια που συνήθως αποτελεί το μοναδικό τρόπο ως προς αυτό), την διατήρηση καταλλήλων συνθηκών για την εργασία σε χώρους με μεγάλο περιβαλλοντικό φόρτο, την ρύθμιση του επιπέδου καθαρότητας του αέρα σε περιπτώσεις που υπάρχουν ειδικές απαιτήσεις για την ποιότητα του (παρασκευή ηλεκτρονικών, μικροβιολογικά εργαστήρια, παρασκευή φαρμάκων), αλλά και σε συγκεκριμένες διεργασίες ως μέρος μηχανισμών (π.χ. οι αγωγοί της πολλαπλής εισαγωγής σε μηχανές εσωτερικής καύσης).
Ο σχεδιασμός των αγωγών, πέρα του καθαρά μηχανολογικού μέρους που αφορά στα υλικά και τις ιδιότητες τους (βάρος, αντοχή κ.α.) περιλαμβάνει σε σημαντικό μέρος την κατανόηση και την διερεύνηση της ροής του αέρα στους αγωγούς και τα μέρη του συστήματος μεταφοράς του αέρα ώστε η ροή να έχει τα επιθυμητά χαρακτηριστικά.
Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει το θεωρητικό υπόβαθρο που αφορά στην μελέτη της ροής του αέρα σε αγωγούς εστιάζοντας στα χαρακτηριστικά αυτής και ιδιαίτερα στις δευτερογενείς ροές που εμφανίζονται σε έναν αγωγό ορθογωνικής διατομής. Στα πλαίσια αυτού και με την βοήθεια της υπολογιστικής ρευστοδυναμικής εξετάζεται η επίδραση που έχει η μεταβολή του πλάτους της διατομής ενός ορθογωνικού ευθύ αγωγού στην ροή του αέρα εντός αυτού και στον σχηματισμό δευτευόντων ροών.
Εν γένει το μοντέλο που δημιουργήθηκε για την υπολογιστική ρευστοδυναμική και τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τις σχετικές προσομοιώσεις οδηγούν στα κάτωθι συμπεράσματα:
• Το μοντέλο επιβεβαίωσε τα αναφερόμενα στην θεωρία σχετική μα τον σχηματισμό των δευτερευουσών ροών στις γωνίες της ορθογωνικής διατομής του αγωγού
• Το ρευστό (αέρας) εκκινεί με μια ομοιόμορφη ταχύτητα στην είσοδο του αγωγού και τείνει να παρουσιάσει μείωση αυτής που είναι περισσότερο αντιληπτή κοντά στην έξοδο από τον αγωγό, στις περιοχές των γωνιών |
| author2 |
Loukas, Antonios |
| author_facet |
Loukas, Antonios Λουκάς, Αντώνιος |
| author |
Λουκάς, Αντώνιος |
| author_sort |
Λουκάς, Αντώνιος |
| title |
Γωνιακή ροή σε ευθύγραμμο αγωγό ορθογωνικής διατομής : η επίδραση του πλάτους |
| title_short |
Γωνιακή ροή σε ευθύγραμμο αγωγό ορθογωνικής διατομής : η επίδραση του πλάτους |
| title_full |
Γωνιακή ροή σε ευθύγραμμο αγωγό ορθογωνικής διατομής : η επίδραση του πλάτους |
| title_fullStr |
Γωνιακή ροή σε ευθύγραμμο αγωγό ορθογωνικής διατομής : η επίδραση του πλάτους |
| title_full_unstemmed |
Γωνιακή ροή σε ευθύγραμμο αγωγό ορθογωνικής διατομής : η επίδραση του πλάτους |
| title_sort |
γωνιακή ροή σε ευθύγραμμο αγωγό ορθογωνικής διατομής : η επίδραση του πλάτους |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/14675 |
| work_keys_str_mv |
AT loukasantōnios gōniakēroēseeuthygrammoagōgoorthogōnikēsdiatomēsēepidrasētouplatous AT loukasantōnios cornerflowinarectangularcrosssectionducttheeffectofwidth |
| _version_ |
1771297154604728320 |
| spelling |
nemertes-10889-146752022-09-05T05:38:10Z Γωνιακή ροή σε ευθύγραμμο αγωγό ορθογωνικής διατομής : η επίδραση του πλάτους Corner flow in a rectangular cross-section duct : the effect of width Λουκάς, Αντώνιος Loukas, Antonios Υπολογιστική ρευστοδυναμική Δευτερεύουσες ροές Ιξώδης ροή Ροή σε αγωγούς Computational Fluid Dynamics (CFD) H ροή του αέρα σε αγωγούς αποτελεί μια συνήθη πρακτική με διάφορες εφαρμογές όπως η μεταφορά αέρα εντός κτιρίων με στόχο την ψύξη, τη θέρμανση, την εναλλαγή του αέρα του χώρου (ιδιαίτερα σε πολύ ψηλά κτίρια που συνήθως αποτελεί το μοναδικό τρόπο ως προς αυτό), την διατήρηση καταλλήλων συνθηκών για την εργασία σε χώρους με μεγάλο περιβαλλοντικό φόρτο, την ρύθμιση του επιπέδου καθαρότητας του αέρα σε περιπτώσεις που υπάρχουν ειδικές απαιτήσεις για την ποιότητα του (παρασκευή ηλεκτρονικών, μικροβιολογικά εργαστήρια, παρασκευή φαρμάκων), αλλά και σε συγκεκριμένες διεργασίες ως μέρος μηχανισμών (π.χ. οι αγωγοί της πολλαπλής εισαγωγής σε μηχανές εσωτερικής καύσης). Ο σχεδιασμός των αγωγών, πέρα του καθαρά μηχανολογικού μέρους που αφορά στα υλικά και τις ιδιότητες τους (βάρος, αντοχή κ.α.) περιλαμβάνει σε σημαντικό μέρος την κατανόηση και την διερεύνηση της ροής του αέρα στους αγωγούς και τα μέρη του συστήματος μεταφοράς του αέρα ώστε η ροή να έχει τα επιθυμητά χαρακτηριστικά. Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει το θεωρητικό υπόβαθρο που αφορά στην μελέτη της ροής του αέρα σε αγωγούς εστιάζοντας στα χαρακτηριστικά αυτής και ιδιαίτερα στις δευτερογενείς ροές που εμφανίζονται σε έναν αγωγό ορθογωνικής διατομής. Στα πλαίσια αυτού και με την βοήθεια της υπολογιστικής ρευστοδυναμικής εξετάζεται η επίδραση που έχει η μεταβολή του πλάτους της διατομής ενός ορθογωνικού ευθύ αγωγού στην ροή του αέρα εντός αυτού και στον σχηματισμό δευτευόντων ροών. Εν γένει το μοντέλο που δημιουργήθηκε για την υπολογιστική ρευστοδυναμική και τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τις σχετικές προσομοιώσεις οδηγούν στα κάτωθι συμπεράσματα: • Το μοντέλο επιβεβαίωσε τα αναφερόμενα στην θεωρία σχετική μα τον σχηματισμό των δευτερευουσών ροών στις γωνίες της ορθογωνικής διατομής του αγωγού • Το ρευστό (αέρας) εκκινεί με μια ομοιόμορφη ταχύτητα στην είσοδο του αγωγού και τείνει να παρουσιάσει μείωση αυτής που είναι περισσότερο αντιληπτή κοντά στην έξοδο από τον αγωγό, στις περιοχές των γωνιών The flow of air in ducts is a common practice with various applications such as the transfer of air inside buildings for the purpose of cooling, heating, air exchange (especially in very tall buildings which is usually the only way in this regard), maintaining suitable conditions for working in areas with high environmental load, regulating the level of air purity in cases where there are special requirements for its quality (preparation of electronics, microbiological laboratories, preparation of drugs), but also in specific processes as part of mechanisms (eg intake manifold ducts in internal combustion engines). The design of the ducts, apart from the purely mechanical part that concerns the materials and their properties (weight, strength, etc.) includes in an important part the understanding and the investigation of the air flow in the ducts and the parts of the air transfer system so that the flow has the desired characteristics. The present dissertation examines the theoretical background of the study of air flow in ducts focusing on its characteristics and in particular on the secondary flows that occur in a duct of rectangular cross section. In this context and with the help of computational fluid dynamics, the effect of the change in the cross-sectional width of a rectangular straight duct on the flow of air within it and on the formation of secondary flows is examined. In general, the model created for computational fluid dynamics and the results obtained from the relevant simulations lead to the following conclusions: • The model confirmed what is stated in the theory related to the formation of secondary flows at the corners of the rectangular cross section of the pipeline • The fluid (air) starts at a uniform speed at the inlet of the duct and tends to show a decrease which is more noticeable near the outlet of the duct, in the corner areas Correspondingly, the velocities on the cross-sectional axes tend to increase in the areas around the corners of the cross-section, especially in areas close to the exit, which indicates the turbulent flow in these areas. • Consistent with the relevant theory of secondary flows, it is presented at the angles and for the velocities of the cross-sectional axes or their grouping in pairs at high and low on opposite sides of the cross-section. • The increase in width generally increases the phenomena as shown by the relevant diagrams of turbulent kinetic energy, as the field (area) that it increases becomes larger as the ratio of width / depth of the section increases. 2021-03-12T07:05:29Z 2021-03-12T07:05:29Z 2021-03-10 http://hdl.handle.net/10889/14675 gr application/pdf |
