عنوان دوره آموزشی: کاربرد تکنیک های شبیه سازی FEM و CFD در طراحی تجهیزات کنترل آلودگی هوا

مدرس: مهندس مهراب لاهیجانی:

• کارشناس ارشد مهندسی مکانیک 
• مدیر عامل شرکت هوا دینامیک البرز

• هزینه شرکت در وبینار و اعطای گواهی حضور به شرکت کنندگان: 25000 تومان

تهویه صنعتی یعنی مجموعه طراحی ها و روش ها  که می توانیم هوای محیط زندگی را از آلودگی ها و آلاینده ها پاک کنیم. در حمل و نقل جاده ای و ریلی بخصوص قسمت ساخت تونل تهویه بسیار مهم می باشد. اثر دینامیک سیالات محاسباتی یعنی توانایی تشخیص و ارزیابی فرصت‌های پیشرفت و ایجاد بهبود می باشد.آلاینده‌های خروجی از تجهیزات و ساختمان باید به نحوی از ساختمان خارج و هدایت شوند تا امکان برگشت مجدد هوا وجود نداشته باشد. وزش باد در صورتی که در زاویه مناسب باشد می تواند سبب مکش دوباره این آلاینده‌ها به ساختمان شود.

موضوعات مرتبط: شرکت ایمن بهداد صنعت البرز، فروشگاه اول صنعت، شرکت رامش تهویه

دانلود فایل محتوای وبینار کاربرد تکنیک های شبیه سازی FEM و CFD در طراحی تجهیزات کنترل آلودگی هوا

با عنایت به وبینار فوق، مطلب زیر می تواند برای شما مفید باشد.

آشنایی با تکنیک های شبیه سازی FEM و CFD در طراحی تجهیزات کنترل آلودگی هوا

در سال‌های اخیر، نگرانی برای کنترل آلودگی هوا به دلیل اثرات مخرب آلاینده‌های هوا بر سلامت انسان و محیط‌زیست اهمیت فزاینده‌ای پیدا کرده است. در نتیجه، تقاضای فزاینده ای برای تجهیزات کنترل آلودگی هوای و طراحی سیستم های تهویه صنعتی  کارآمدتر و موثرتر وجود داشته است. در پاسخ به این تقاضا، مهندسان و محققان به تکنیک‌های شبیه‌سازی پیشرفته مانند روش اجزای محدود یا (FEM) Finite Element Method و دینامیک سیالات محاسباتی یا Computational Fluid Dynamics  (CFD) برای کمک به طراحی و بهینه‌سازی تجهیزات کنترل آلودگی هوا روی آورده‌اند.

FEM یک تکنیک عددی است که برای به دست آوردن راه حل های تقریبی برای مسائل ارزش مرزی(limited value) برای معادلات دیفرانسیل جزئی استفاده می شود. در زمینه طراحی تجهیزات کنترل آلودگی هوا، FEM برای مدل‌سازی رفتار اجزای ساختاری و تجزیه و تحلیل پاسخ آنها به شرایط مختلف عملیاتی استفاده می‌شود. این به مهندسان اجازه می دهد تا عملکرد و یکپارچگی تجهیزات را ارزیابی کنند و از رعایت استانداردهای ایمنی و نظارتی اطمینان حاصل کنند.

از سوی دیگر، CFD یک ابزار شبیه‌سازی است که برای تحلیل رفتار جریان سیال و انتقال حرارت در هندسه‌های پیچیده استفاده می‌شود. در طراحی تجهیزات کنترل آلودگی هوا، CFD مهندسان را قادر می سازد تا توزیع آلاینده ها را در یک سیستم بررسی کنند، عملکرد دستگاه های تمیزکننده گاز را بهینه کنند و افت فشار و مصرف انرژی را به حداقل برسانند.

ادغام FEM و CFD در فرآیند طراحی چندین مزیت را ارائه می دهد. با شبیه سازی رفتار تجهیزات کنترل آلودگی هوا تحت سناریوهای مختلف، مهندسان می توانند عیوب بالقوه طراحی را شناسایی کرده و عملکرد را قبل از ساخت نمونه های فیزیکی بهینه کنند. این نه تنها زمان و هزینه های توسعه را کاهش می دهد، بلکه امکان کاوش در طیف وسیع تری از جایگزین های طراحی را نیز فراهم می کند.

کاربرد های FEM و CFD

• یکی از کاربردهای کلیدی FEM و CFD در طراحی تجهیزات کنترل آلودگی هوا، مدل‌سازی دستگاه‌های کنترل ذرات مانند رسوب‌دهنده‌های الکترواستاتیک (ESP) و فیلترهای پارچه‌ای است. این دستگاه ها برای حذف ذرات معلق از گازهای دودکش صنعتی استفاده می شوند و در نتیجه انتشار آلاینده های مضر در جو را کاهش می دهند. FEM برای تجزیه و تحلیل یکپارچگی ساختاری اجزای ESP، مانند الکترودها و صفحات جمع کننده، تحت بارهای مکانیکی و حرارتی استفاده می شود. در همین حال، CFD برای شبیه سازی جریان گاز و ذرات در ESP، بهینه سازی راندمان جمع آوری آن و به حداقل رساندن افت فشار استفاده می شود.
• FEM و CFD همچنین در طراحی سیستم‌های پاک‌کننده گاز برای حذف آلاینده‌های گازی مانند دی‌اکسید گوگرد (SO₂)، اکسیدهای نیتروژن (NO_x) و ترکیبات آلی فرار (VOCs)مفید هستند. اسکرابرها، جاذب ها و مبدل های کاتالیزوری نمونه هایی از تجهیزات کنترل آلودگی هوا هستند که برای ارزیابی عملکرد و بهینه سازی بر این تکنیک های شبیه سازی تکیه دارند.
• FEM و CFD نقش حیاتی در طراحی سیستم‌های تهویه صنعتی ایفا می‌کنند، جایی که از آنها برای تجزیه و تحلیل الگوهای جریان هوا، توزیع دما و پراکندگی آلاینده‌ها در فضاهای بسته استفاده می‌شود. با شبیه سازی رفتار سیستم های تهویه، مهندسان می توانند  هوای با کیفیت مناسب را برای کارگران تأمین کنند و در عین حال مصرف انرژی و هزینه های عملیاتی را به حداقل برسانند.

استفاده از FEM و CFD در طراحی تجهیزات کنترل آلودگی هوا خالی از چالش نیست. پیچیدگی مدل‌سازی جریان‌های آشفته، واکنش‌های شیمیایی و برهمکنش‌های چند فازی چالش‌های محاسباتی را ایجاد می‌کند که به تکنیک‌های شبیه‌سازی پیشرفته و منابع محاسباتی با کارایی بالا نیاز دارد. علاوه بر این، دقت شبیه‌سازی‌ها به کیفیت داده‌های ورودی، از جمله خواص مواد، شرایط مرزی، و پارامترهای عملیاتی بستگی دارد.

با وجود این چالش‌ها، پیشرفت‌های مداوم در نرم‌افزار شبیه‌سازی و فناوری محاسباتی همچنان به گسترش قابلیت‌های FEM و CFD در طراحی تجهیزات کنترل آلودگی هوا ادامه می‌دهد. توسعه پلتفرم‌های شبیه‌سازی، مهندسان را قادر می‌سازد تا پدیده‌های جفت شده‌ای مانند برهمکنش ساختار سیال، انتقال حرارت و واکنش‌های شیمیایی را در یک چارچوب یکپارچه در نظر بگیرند. این رویکرد جامع، درک جامع تری از رفتار سیستم ارائه می دهد و بهینه سازی تجهیزات کنترل آلودگی هوا را در معیارهای عملکردی متعدد تسهیل می کند.

خلاصه ای از FEM و CFD

تکنیک‌های شبیه‌سازی FEM و CFD نقش مهمی در طراحی و بهینه‌سازی تجهیزات کنترل آلودگی هوا دارند. با استفاده از این ابزارها، مهندسان می توانند یکپارچگی ساختاری، دینامیک سیالات و راندمان حذف آلاینده های سیستم های کنترل مختلف را ارزیابی کنند و در نهایت به توسعه راه حل های موثرتر و پایدارتر برای مدیریت کیفیت هوا کمک کنند. همانطور که ما به چالش های آلودگی هوا ادامه می دهیم، ادغام تکنیک های شبیه سازی پیشرفته در ایجاد نوآوری و پیشرفت در این زمینه ضروری خواهد بود.

توصیه می شود از مقاله های مرتبط با تهویه صنعتی دیدن فرمایید.

"شرکت فناور آتی سلامت محیط کار و پویا، دارای مجوز برگزاری دوره های آموزشی از مرکز تحقیقات و تعلیمات حفاظت فنی و بهداشت کار، وزارت تعاون، کار و رفاه اجتماعی و سازمان فنی و حرفه ای کشور،مجوز کانون تبلیغات از وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی و مجوز فناوری تحت حمایت پارک علم و فناوری یزد می باشد."