تحلیل عددی تاثیر هندسه ساختمان بر ضریب تخلیه

یکی از روش های تهویه هوای داخل ساختمان استفاده از انواع روش های تهویه طبیعی می باشد. بسیاری از روش های تهویه مکانیکی نمی توانند همیشه هوای داخل ساختمان را به حد شرایط مطلوب برسانند، پس بنابراین تهویه طبیعی در ساختمان ها به منظور تامین هوای سالم و تازه و تعدیل دمای هوا با صرف انرژی کمتر می تواند مورد توجه قرار گیرد. از جمله مهمترین پارامترهای تاثیر گذار بر عملکرد تهویه طبیعی در یک ساختمان، تعیین ضریب تخلیه بازشوها و ضریب فشار داخلی ساختمان در رژیم های مختلف جریان در اطراف ساختمان می باشد. برای این منظور در این مطالعه با استفاده از حل عددی توسط نرم افزار fluent به شبیه سازی تهویه طبیعی در یک ساختمان مدل پرداخته می شود. در این مدل عددی یک ساختمان مستطیل مربع متشکل از دو بازشو در طرفین در نظر گرفته شده است و جریان هوای عبوری در اطراف و در داخل آن شبیه سازی شده است. در ابتدا نتایج حل عددی با نتایج کارهای آزمایشگاهی دیگران مقایسه شده و صحت نتایج مدل تایید می شود و سپس در ادامه با تغییر در نسبت ابعادی ساختمان تاثیر هندسه مدل بر مقدار ضریب تخلیه و ضریب فشار داخلی بررسی شده است. نتایج حل عددی نشان می دهد که ضریب تخلیه در رینولدزهای کم با افزایش نسبت عرض به طول ساختمان ، افزایش می یابد و در رینولدزهای بالا ضریب تخلیه مستقل از نسبت ابعادی ساختمان می باشد و همچنین در رینولدزهای کم با افزایش نسبت طول به عرض ساختمان ضریب تخلیه ابتدا کاهش می یابد و سپس با افزایش رینولدز، مقدار ضریب تخلیه مجددا مستقل از نسبت ابعادی ساختمان می باشد. برای حالتی که نسبت عرض ساختمان به طول آن برابر با 2 می باشد مقدار متوسط ضریب تخلیه 14/7 درصد افزایش می یابد و در حالتی که نسبت عرض ساختمان به طول آن برابر با 3 باشد مقدار متوسط ضریب تخلیه 16/8 درصد افزایش می یابد و برای حالتی که نسبت طول به عرض ساختمان برابر با 2 باشد، مقدار متوسط ضریب تخلیه 1/7- درصد کاهش می یابد و نیز برای حالتی که نسبت طول به عرض ساختمان برابر با 3 است، مقدار ضریب تخلیه متوسط -3/2 درصدکاهش می یابد. به طور مشابه برای ضریب فشار داخلی ساختمان با افزایش نسبت عرض به طول ساختمان مقدار ضریب فشار داخلی افزایش می یابد. برای حالتی که نسبت عرض ساختمان به طول آن برابر با 2 باشد مقدار ضریب فشار داخلی متوسط ساختمان 3/064 برابر و برای حالتی که نسبت عرض به طول ساختمان برابر با 3 است مقدار ضریب فشار داخلی متوسط 6/54 برابر می شود اما با تغییر نسبت طول به عرض ساختمان مقدار ضریب فشار داخلی تغییر محسوسی نمی کند. همچنین تاثیر مقدار آشفتگی جریان خارجی نیز بر مقدارهای ضریب تخلیه و ضریب فشار داخلی نیز مورد مطالعه قرار گرفت و به این نتیجه رسیده شد که در رینولدزهای پایین با افزایش مقدار آشفتگی جریان خارجی مقدار ضریب تخلیه کاهش می یابد و با افزایش مقدار رینولدز مقدار ضریب تخلیه مستقل از میزان آشفتگی جریان خارجی می باشد و به طور مشابه مقدار ضریب فشار داخلی با افزایش مقدار آشفتگی کاهش می یابد. مقدار ضریب متوسط تخلیه با افزایش 10 درصد آشفتگی جریان خارجی 12/3 درصد کاهش می یابد و نیز به طور مشابه برای همین مقدار افزایش آشفتگی در جریان خارجی، مقدار متوسط ضریب فشار داخلی هم 9 درصد کاهش می یابد.