CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用

来源 :安家(建筑与工程)中旬刊 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhp2007
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  摘要:暖通空调制冷工程作为建筑项目中的主要组成部分之一,其质量直接影响着建筑施工的整体水平。以前的技术存在一定的局限性,会导致室内通风制冷效果受到影响。基于此,相关的技术人员需要在CFD技术的原则出发,加强此技术在暖通空调制冷工程中的有效应用。
  关键词:CFD技术;暖通空调制冷工程;应用
  一、CFD技术原则
  CFD软件在运行的过程中,其会在前端处理生成一个数据计算模型,并且在这个环节所涉及的内容也是非常复杂的,主要有建模以及数据录入等,最后才能生成一个完整的网络。在此基础上,核心计算机还会分不同的解模块任务,可以结合此任务中的结果数据,对后台数据进行整合和组织,然后在此基础上生成一个非常直观的模型。
  最近几年,在对CFD技术进行应用的过程中,其原则一般是模块调整和周期调整等,技术人员只有保证这些内容的准确性,就可以提高其运行效率。再加上, CFD技术本身的作用性是非常好的,所以其在暖通空调制冷工程中的有效应用,能够提高施工效果的同时,解决制冷的难题,在一定程度上大大节省人力和时间,降低了施工成本。
  二、CFD技术在暖通空调制冷工程中的具体应用方法
  (一)建立流体分析模型
  由于暖通空调制冷项目比较复杂,所以在制冷项目中应用CFD技术的时候,需要在此基础上为日后的工作建立一个工程模型,也就是流体分析模型。在此模型中主要包含了物理模型和数学模型,能够对施工过程中的数据进行有效整合和分析,对流体问题进行综合性的处理[1]。此外,还需要在HVAC项目施工中,对流体问题进行整合,让其可以满足连续性的方程特定要求,在对此模型分析和构建时,需要应用动量方程和能量方程对其进行计算,并且在具体的实践过程中,还需要采用不可压缩流体的特性,应用流动控制微方程对其中的数据信息进行计算,进一步强化制冷效果。
  在具体的冷却过程中,空调中的气体流动一般是湍流流动,所以需要构建湍流的模型,主要用其来模拟湍流流动情况,然后分析以及研究其中的相关问题,为后续的计算以及数值提供更多的分析条件,对制冷循环情况进行更准确计算。
  (二)数据计算收敛加速
  当暖通空调制冷系统处于液体状态时,需要分析在HVAC冷却项目的实施情况,的提高计算的效率和精度,可以通过应用收敛技术,对其中的数据值进行执行计算,更有效地降低计算数学模型在时间中的成本。
  在对通风系统模型数据进行收敛和加速技术时,发现其主要分为两种,多网格法和剩余利用率法。如果在具体的计算中,采用多格线法可以有效提高HVAC建筑计算效率,简化其中的流体状态分析过程,保证空调系统运行的稳定性。
  (三)实现对暖通空调制冷系统中设备的完善
  在暖通空调制冷工程中,可以说其最主要的特定功能为制冷设备本身的冷却能力,由于其效率水平在一定的程度上直接决定了这种设备的优缺点,所以技术人员需要采取措施和其他的方式,完善和优化HVAC相关设备。由于大多数的设备所使用了流体工作流体原理工作,一般包括风扇和其他设备,并且所应用的CFD技术还能够分析设备中的流体行为,帮助技术人员确定设备性能,主要是提高冷却效率。
  如,在对此工程中的风扇设备进行改进时,需要利用CAD软件对风扇设备进行平面图的设计,然后在此基础上,通过CFD技术生成比较完善的数学模型。由于CFD技术本身具有非常好的流显示功能和网格生成功能,所以其在设备改善中的有效应用可以节省时间,减少其他的技术问题[2]。此外,还可以建立数学模型,更加有效地分析和判断风扇装置中的相关运行状况,然后通过对具体案例的分析,去判断对装置的实际情况。
  三、暖通空调制冷工程中CFD技术的应用流程
  (一)建立数学模型
  首先,需要应用CFD技术,结合实际的项目情况建立数学模型,用数学方法对工程中的流体问题进行更加全面地描述,然后在此基础上,结合其中的数据对流体问题进行量化和分析。在用数学模型对其进行计算的过程中,由于在暖通空调制冷工程中,总是存在湍流流动的现象,所以需要应用湍流模型对此问题进行有效计算,分析其中的湍流流动状况,让其能够更加可视化的模拟和呈现出来。此外,还可以采用此方式,将其中的具体问题应用可视化的操作方式及时解决,强化暖通空调的制冷效果。
  (二)合理应用CFD技术进行数值求解
  CFD软件本身具有非常好的计算功能,可以应用此技术对其中的数值进行求解,一般需要按照相关的规定和步骤执行。第一,需要对初始条件和边界条件等有一个基础的明确,在空间上对其中的变量分布情况进行分析,总结其变化规律。第二步,技术人员在划分计算网格时,需要采取措施保证划分地有效性和合理性,然后在此基础上计算网格,可以应用离散方程对其进行求解,还能够采用有限元法等,进一步保证数据结果的准确性[3]。
  (三)可视化处理
  在完成上部分内容后,技术人员还需要对空间流体进行计算,获取精确的数值。此数值为节点数值,但是对于工作人员来说,数值的解读具有一定的难度,为可保证数值的准确性,这个时候可以采用CFD技术,也就是通过合理运行CFD软件,对其中自动生成的数据和结果进行更加准确的计算,实现对其中数据的自动化处理。
  (四)建立专用模块
  CFD技术在暖通空调制冷系统中的应用,还可以结合此系统的实际运行情况,将专用的模块更好地制定出来,实现模块和计算机软件的有效结合。在此过程中,技术人员还可以通过对裕兴软件的合理应用,将复杂的流动情况计算出来,然后在此基础上自动化生成网格。此外,建立专用模块,不仅简化了对边界条件的设置,还在一定程度上大大提高了工作效率和质量。同时,加强对CFD软件的构建,还能够在暖通空调制冷工程自动生成3D网格,进而为用户提供更多的参考数据。
  结束语
  综上所述,CFD技术作为暖通空调制冷工程施工中的关键内容的之一,需要完善和优化计算流程,通過建立专用数据网格等方式,实现对暖通空调制冷系统地处理,强化本身的制冷效果,从而为暖通空调制冷工程的顺利实施提供技术支持。
  参考文献
  [1]袁子规. 基于CFD技术的暖通空调制冷技术的探讨[J]. 科技尚品, 2017, 000(006):27-27.
  [2]赵岱亮. 小议CFD在暖通空调中的应用[J]. 民营科技, 2008(4):33-33.
  [3]李朋娜, 葛华东. CFD技术在暖通空调制冷工程中应用[J]. 民营科技, 2013(10):1-1.
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