Vergleich von Belüftungskonzepten

Vergleich von drei Konzepten zur Belüftung einer Produktionshalle mit Hilfe gemischter Strömungs- und Partikelsimulation - angefangen mit 3-D CAD Modellen bis zur detaillierten Beurteilung:

Die Produktionshalle misst 10x10x3 Meter. Die Belüftung findet mit einem maximalen Volumenstrom von 2400 Kubikmetern pro Stunde statt. Es wurden die folgenden Belüftungskonzepte untersucht:

Zu- und Abluft an der Decke.
Zuluft an der Decke, Abluft unten an zwei Seitenwänden.
Zuluft oben an zwei Seitenwänden, Abluft unten an den restlichen Seitenwänden.

Alle Berechnungen, sowie die anschließende Visualisierung wurden mit eigener proprietärer Software durchgeführt.

Die nachfolgenden Bilder zeigen für das erste Konzept das CAD Modell, einen Schnitt durch das Rechennetz (es besteht aus etwa 4,8 Millionen Tetraedern und Prismen), sowie eine Darstellung der instationären Strömungsvektoren (eingefärbt mit Betrag der Geschwindigkeit):

Diese Bilder zeigen die Konfiguration und die Strömung für das zweite Konzept. Das Rechennetz setzt sich in diesem Fall aus etwa 5,8 Millionen Tetraedern, Prismen und Pyramiden zusammen:

Und schließlich die entsprechenden Darstellungen für das dritte Konzept. Aufgrund kleinerer Flächen der Zu- und Abluft und somit feinerer Elemente dort, besteht das Rechennetz hier aus etwa 8,2 Millionen Tetraedern, Prismen und Pyramiden:

Um die Belüftungskonzepte miteinander zu vergleichen, wurde die Auflösung einer Wolke aus sehr feinen Partikeln simuliert. Die Wolke wurde dazu jeweils in der Mitte der Halle positioniert. Dann wurde über 120 Sekunden verfolgt, wie sich die Partikel bewegen und ob sie die Halle mit der Abluft verlassen. Die zeitlichen Entwicklungen der relativen Zahlen der in der Halle verbleibenden Partikel sind in diesem Diagramm verglichen:

Es zeigt sich, dass das erste Konzept (Zu- und Abluft an der Decke) die Zahl der Partikel am schnellsten reduziert.

Falls Sie sich mit dem Gedanken tragen, eine ähnliche Strömungs- bzw. Partikelsimulation durchzuführen, zögern Sie bitte nicht uns anzusprechen.