Numerical study of influence of air ceiling diffusers on room air flow characteristics

Abstract

A theoretical study includes details flow turbulence in air-conditioned Turkey spaces with the determination of the boundary conditions depending on the Code of cooling is done in this thesis.Two kinds of two-dimensional and three-dimensional ventilation problems have been considered. Isothermal ventilation in simple rooms. And non-isothermal ventilation with coupled heat or mass transfer.The investigation has studied the flow and thermal boundary conditions for four different diffusers (displacement, grille, slot, and square diffusers). The dimensions of the physical model are (5.16×3.65 m) with (2.43 m high). The supply condition for four diffusers are (displacement (0.0768 kg/s), grille (0.0768 kg/s), slot (0.1410kg/s), square (0.750kg/s)) and temperature at supply for all types is (15° C), the return considered as the type of diffusers has been imposed zero flow pressure and temperature at (24° C).A modified version of a three-dimensional computer program (fluent 6.3.26) by using finite-volume method was used to simulate the complex flow with buoyant inside the model room. They have been investigated numerically by using several turbulence models and the method solution by using k-ε and k-ω models. The numerical results can be divided into:1.Results which compared with the measured ones obtained from ASHRAE RP-1009 three-dimensional as non-Isothermal and two cases of two-dimensional as Isothermal.2.There is a good agreement with (k-ω) model gives more accurate fitting and closer to reality, the reason for this is due to the overall average error for displacement ventilation (19.87 % at velocity carves) and (14.20 % at temperature carve).3.The Effective Draft Temperature (EDT) for four types of diffusers for three orientations simulating the Iraqi condition (east, south, and west) for these models are as follow:The EDT performance of various commonly used turbulence models for complex airflows and temperature distributions with forced ventilation conditions for different buildings in Iraq, also obtain displacement outlet is better than other types. The accuracy of the results can be found at different levels in terms of average temperature.

Bu araştırmada, soğutma kurallarına bağlı olarak sınır koşulları belli olan klimalı alanlardaki hava akış türbülanslarını içeren kuramsal bir çalışma yapılmıştır.İki boyutlu ve üç boyutlu olmak üzere iki tür havalandırma sorunu ele alınmıştır: Sade odalarda izotermal havalandırma ve ısı veya kütle transferi ile gerçekleşen izotermal olmayan havalandırma.Araştırmada, dört farklı dağıtıcı için (deplasman, ızgara, kesik tip ve kare anemostatları) akım ve termal sınır koşulları üzerine çalışma yapılmıştır. Fiziksel modelin boyutları (2.43 metre yüksekliğe sahip olarak) (5.16 x 3.65 metredir). Dört anemostat için tedarik koşulu deplasman için (0.0768 kg/s), ızgara için (0.0768 kg/s), kesik tip için (0.1410 kg/s) ve kare anemostat için (0.750 kg/s) ayrıca tüm tipler için tedarik sıcaklığı (15o C) ve anemostat türlerine ilişkin dönüş ise sıfır akım basıncı ve (24o C) olarak değerlendirilmiştir. Sınırlı hacim yöntemini kullanarak üç boyutlu bir bilgisayar programının (Fluent 6.3.26) modifiye edilmiş bir sürümü, model odadaki hareketli kompleks akışı simüle etmek adına kullanılmıştır. Bunlar, birkaç türbülans modeli ayrıca k-E ve k-w modellerini kullanan yöntem çözümü kullanarak sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal sonuçlar aşağıdaki gruplara ayrılabilir:1.İzotermal olmayan üç boyutlu ve izotermal olan iki boyutlu iki vaka olarak ASHRAE RP-1009'dan alınan ölçülmüş değerler ile karşılaştırılan sonuçlar,2.(k-w) modelinin daha doğru ve gerçeğe daha yakın olduğu görülmektedir, bunun nedeni deplasman havalandırması (hız eğrilerinde %19.87) ve (sıcaklık eğrisinde %14.20) genel ortalama hata payıdır.3.Bu modeller için Irak koşullarını (doğu, güney ve batı) simüle eden üç yön için dört farklı anemostata ilişkin Geçerli Taslak Sıcaklıklar (EDT) aşağıdaki gibidir:Deplasman çıkışından alınan Irak'taki farklı binalar için zorunlu havalandırma koşulları ile kompleks hava akışı ve sıcaklık dağılımları için yaygın olarak kullanılan türbülans modellerinin EDT performansı, diğer türlerden daha iyidir. Bu sonuçların doğruluğu, ortalama sıcaklık koşullarında farklı seviyelerde bulunabilir.