Szukanie maksymalnej efektywności wywietrzników grawitacyjnych Zefir-150

Procesy te, jeszcze do niedawna wymagały wielu prób, badań prototypowych, kolejnych zmian i montowania kosztownych stanowisk pomiarowych.

Uzyskanie optymalnego efektu trwało w zależności od złożoności problemu, nieraz wiele miesięcy a efekt końcowy nierzadko był pewnym kompromisem, wymuszonym względami ekonomicznymi.

Czas poganiał badaczy i konstruktorów, bo przecież względy ekonomiczne nakazywały jak najszybciej wprowadzić produkt na rynek. Poznaj szeroki asortyment firmy UNIWERSAL >>

Współczesny konstruktor, wyposażony w zaawansowane oprogramowanie, posiadający możliwości wydruku w technice 3D swoich pomysłów, posiada jeszcze narzędzia symulacji quasi rzeczywistej wyrobu. Ma więc potężne narzędzia w swoim warsztacie pracy a produkty finalne są doskonalsze i powstają szybciej, przy zmniejszonych nakładach na wykonanie prototypu. Dowiedz się więcej o wywietrznikach UNIWERSAL >>

Tabela 1
Tabela zbiorcza wartości podciśnienia (Pa) na wlocie do wywietrznika w funkcji prędkości i kąta padania wiatru.

Prześledźmy ostatnią modyfikację wywietrznika grawitacyjnego Zefir-150. Produkt ten powstał kilkanaście lat temu, jednak teraz stanęliśmy przed zadaniem poprawienia jego efektywności.

Ograniczeniem były gabaryty, chodziło o to by nie zmieniając wysokości, średnicy zewnętrznej tak przemodelować kształt żaluzji by poprawić poziom podciśnień wytwarzanych w strudze powietrza zewnętrznego. Po kilku próbach projektowych powstała żaluzja, która z wklęsłej stała się wypukła. Tak skonstruowany wywietrznik poddano badaniom modelowym.

Na rys. 1 przedstawiono schemat pomiarowy, w którym widać, że badane urządzenie starano się sprawdzić przy różnych prędkościach i kątach padania wiatru na wywietrznik. Model wykonany w środowisku Creo 3.0, poddano analizie wykorzystując program FloEFD. Tu znajdziesz szczegóły techniczne produktów firmy UNIWERSAL >>

Wizualizację wartości podciśnień oraz strug i turbulencji powietrza zarówno wewnątrz wywietrznika jak również wokół niego przedstawiają rysunki 2, 3, 4, 5, 6, 7 a wyniki wartości podciśnień zapisano w tabeli 1.

Widać wyraźnie, że efektywność jest największa przy poziomej strudze wiatru, ale w każdym przypadku przy różnych kątach jego padania występują podciśnienia co jest istotne dla poprawnej pracy wywietrznika na obiekcie. Wywietrznik o takich cechach minimalizuje "cofki" powietrza do kanału z zewnątrz a to jest przecież główna bolączka wentylacji naturalnej w budynkach. Skorzystaj z porady ekspertów firmy UNIWERSAL >>

Jak zmienił się współczynnik oporu miejscowego ξ.

Tu również przyszedł z pomocą program symulacyjny. Rys. 8 przedstawia przykładowy profil prędkości i wartości ciśnień w przestrzeni wywietrznika w wariancie gdy powietrze przez niego przepływa. Wyniki zebrano w tabeli 2, a obliczony na bazie tych wartości współczynnik ξ wynosi 0,83. Jest to kilkakrotnie mniej niż przed modyfikacją żaluzji, tym samym uzyskany wynik w pełni zadawala postawiony na wstępie cel projektowy.

ξ średnie = 0,83

Tabela 2
Wartości współczynnika ξ dla różnego poziomu przepływu powietrza przez wywietrznik.

Co pozostaje konstruktorom?

Oczywiście sprawdzić wyniki w rzeczywistości pomiarowej. Już pierwsze pomiary w tunelu aerodynamicznym pokazały zbieżność wyników z badaniami symulacyjnymi. Badania porównawczo wykonano również dla poprzedniej, wklęsłej wersji żaluzji wywietrznika Zefir-150, a wyniki przedstawiono w postaci wykresu.

Widać wyraźną różnicę inplusu dla wywietrznika z żaluzją wypukłą. Jej efektywność oraz niższy współczynnik oporu miejscowego ξ daje efekt podciśnienia przy wyższych wydajnościach przepływu powietrza w kanałach wentylacyjnych.