تحليل عملكرد تابشگرهاي حرارتي تكي و جفت تحت ميدان جريان نامتقارن به منظور ايجاد شرايط يكنواخت در يك محيط صنعتي

Performance analysis of single and couple radiant heaters under asymmetric flow field for providing uniform conditions in an industrial environment

در تحقيق حاضر، اثر آرايش تابشگرهاي دمابالا بر ايجاد شرايط حرارتي مطلوب و يكنواخت تحت ميدان جريان نامتقارن در يك ساختمان صنعتي مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور، يك فضاي صنعتي نمونه داراي يك دريچه ورودي و يك دريچه خروجي هوا، با دو آرايش قرارگيري متفاوت براي تابشگرها (تنها يك تابشگر و استفاده از يك جفت تابشگر) در نظر گرفته شده است. براي شرايط مذكور معادلات پيوستگي، بقاي تكانه خطي، انرژي و انتقال تابش به كمك حلگر عددي اپن فوم حل شده است. همچنين ميزان مصرف انرژي در تحقيق حاضر مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد كه در حضور ميدان جريان غيريكنواخت، استفاده از دو تابشگر در مقايسه با يك تابشگر توزيع دماي يكنواخت‌تري بوجود مي‌آورد و نزديك به 10 درجه سلسيوس از دماي بيشينه كف سالن كم مي‌شود. همچنين اين امر باعث مي‌شود كه انحراف توزيع دماي كف از دماي ميانگين مطلوب (27 درجه سلسيوس) به طور متوسط، حدود 35 درصد كاهش پيدا مي‌كند. علاوه بر اين، نتايج حاكي از آن است كه استفاده از دو تابشگر دمابالا در مقايسه با يك تابشگر، حدود 10 درصد موجب افزايش در مصرف انرژي مي‌شود.

In the present study, the effect of high temperature radiant heaters’ arrangement on providing appropriate and uniform thermal conditions under asymmetric flow field have been investigated in an industrial environment. For this reason, a sample industrial environment with one inlet and outlet opening has been considered with two different types of high temperature radiant heaters’ arrangement: single radiant heater and couple radiant heaters. For the mentioned conditions, continuity equation, momentum equations, energy equation and radiative transfer equations have been solved by OpenFoam numerical solver. Also energy consumption has been evaluated in the present study. The results show that in presence of asymmetric flow field, using couple high temperature radiant heaters in comparison with single radiant heater causes more uniform temperature distribution and decrease about 10 degrees of Celsius in maximum temperature of floor. Also, this can cause to decrease about 35 percent in floor temperature distribution deviation from the average appropriate temperature (27 degrees of Celsius). Moreover, the results indicate that utilizing couple high temperature radiant heaters leads to increase in energy consumption about 10 percent in comparison with single radiant heater.