CHƯƠNG 1. Tính cấp thiết và lý do chọn đề tài. Tính cấp thiết. Ô nhiễm không khí là một trong những vấn đề nghiêm trọng hàng đầu của cư dân đô thị những năm trở lại đây.
Với chỉ số chất lượng không khí tại Việt Nam năm 2022 là 24. Xét trong khu vực Đông Nam Á, Việt Nam xếp hạng thứ 5/9 quốc qia và xét trên toàn thế giới thì Việt Nam xếp hạng thứ 36/117 quốc gia có nồng độ PM2. Sự đốt bỏ các chất thải công nghiệp, nông nghiệp, cháy rừng và rơm rạ,. chưa kể đến tình trạng ô nhiễm từ giao thông cũng là một vấn đề nghiêm trọng góp cho tình trạng ô nhiễm ngày nay.
Trong đó các hạt bụi mịn PM2.5 là thứ mà đáng được chú ý nhất vị chúng có khả năng thâm nhập sâu vào phổi, ảnh hưởng đến hô hấp và cả hệ thống mạch máu cơ thể người. Nó ảnh hưởng đến các vấn đề về phổi thậm chí là tử vong nếu chúng ta hít thở trong bầu không khí ô nhiễm lâu dài. Điều đó được các chuyên gia nghiên cứu về chất lượng không khí và đã đưa ra các tiện nghi về nhiệt. Lý do chọn đề tài.
Mười giờ cho một ngày là một khoản thời gian khá dài cho quá trình làm việc. Và không gian làm việc sạch sẽ là vấn đề hết sức cần thiết. Xã hội ngày nay ngày càng phát triển, đồng thời cũng làm cho các ngành công nghiệp tăng theo đặt biệt là lần lượt các xưởng nhà máy được hình thành. Trong quá trình hoạt động thì nó cũng thải chất ô nhiễm ra ngoài, dần dần làm chất lượng không khí ngoài trời đang ở mức đỏ, tím ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường kể cả không gian phòng kín.
Mặc dù là không gian kín nhưng vẫn cần sự đối lưu lấy khí ngoài trời để cấp gió tươi cho phòng, đồng thời kéo theo thành phần bụi mịn chất ô nhiễm vào phòng. Mà chất lượng không khí văn phòng kém, thiếu O2 tươi gây hiện tượng uể oải, mệt mỏi cho người lao động trong không gian làm việc. Nếu xét về ảnh hưởng dài hạn thì nó có thể gây ra một số bệnh về đường hô hấp, bệnh tim, ung thư, và cũng làm suy nhược nghiêm trọng cơ thể hoặc dẫn đến tử vong. Chất lượng và hiệu suất công việc bị giảm sút, do não bộ không được cấp không khí trong lành.
Tuy nhiên muốn xã hội phát triển thì việc ô nhiễm không khí là một điều khó thể tránh khỏi. 1 Xã hội ngày nay ngày càng phát triển, cuộc sống ngày càng văn minh, đời sống con người cũng ngày càng thuận lợi làm cho nhu cầu sử dụng vật chất và tinh thần càng được nâng cao. Chẳng hạn như nhiều người giàu có ngoài việc sở hữu một căn hộ cao cấp hàng tỷ đồng thì bên cạnh đó họ cũng muốn nhắm đến căn hộ có bầu không khí chất lượng tốt để phục vụ đời sống của họ. Không chỉ là không khí cho căn hộ mà còn ở các khu vực khác như nhà trường, bệnh viện, chưng cư, đặt biệt là các phòng thí nghiệm với yêu cầu mục đích bảo vệ các mẫu thí nghiệm quan trọng.
Để giải quyết vấn đề cấp bách trên, các chuyên gia, kỹ sư trong ngành Nhiệt lạnh đang không ngừng đưa ra những giải pháp và sản phẩm tối ưu để cải thiện chất lượng không khí. Ngoài việc tính toán bằng phương pháp truyền thống hay carrier để biết tải lạnh phù hợp cho không gian lắp đặt mà có nhiều phần mền hỗ trợ trong việc thiết kế như Heat load, Trace 700, Bên cạnh đó cũng có phần mền liên quan cũng đã phát triển và được nhiều người biết đến là phần mền Ansys. Phần mềm Ansys là một phần mềm toàn diện và bao quát hầu hết các lĩnh vực vật lý, giúp can thiệp vào thế giới mô hình ảo và phân tích kỹ thuật cho các giai đoạn thiết kế. Nó giúp quy trình thiết kế vượt qua một cấp độ mới nâng cao cải thiện hiệu suất khi thiết kế, khả năng sáng tạo, đồng thời giảm bớt rào cản và hạn chế vật lý để thực hiện các bài kiểm tra mô phỏng mà không thể thực hiện trên các phần mềm khác.
Lợi ích của CFD trong HVAC Với đề tài này chúng em muốn mô phỏng điều kiện nhiệt tiện nghi cho văn phòng và nó cũng là một mô hình điển hình trong lĩnh vực điều hòa không khí. Vì vậy nhóm quyết định chọn tên đề tài là “ nghiên cứu các điều kiện tiện nghi nhiệt bằng phương pháp mô phỏng số cho văn phòng nhà máy Dalat Milk tại Lâm Đồng” 2 1. Mục đích và nhiệm vụ đề tài. Đối với việc thiết kế ĐHKK, việc sử dụng công thức và thực nghiệm để tính toán cho ra công suất lạnh, hiệu suất, thông qua nhiệt độ, độ ẩm ngoài trời và trong phòng (thông số yêu cầu thiết kế) cho văn phòng.
Tuy nhiên việc tính toán chỉ đưa ra các thông số lý thuyết dựa trên các giả định đã được nêu ra, vì vậy khó có thể kiểm soát được một cách tối ưu nhất. Vì muốn quan tâm đến hiệu quả tiện nghi về nhiệt mà nhóm đã giả sử các yếu tố ảnh hưởng như độ mở cánh đảo, lưu lượng gió cấp, nhiệt độ cài đặt, lưu lượng gió tươi ở các giá trị khác nhau để giúp cho nhóm có một cái nhìn khách quan về hệ thống thông qua phương pháp mô phỏng CFD. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng không khí và các giá trị tiện nghi nhiệt thông các các tiêu chuẩn. Xây dựng mô hình và thực hiện mô phỏng thông qua các giá trị đầu vào.
So sánh các kết quả đạt được với những tiêu chuẩn và đưa ra kết luận. Đưa ra phương pháp khắc phục và mô phỏng lại từ đó kết luận và rút ra những kinh nghiệp thực tế. Tổng quan về phần mềm mô phỏng Ansys. Giới thiệu về phần mềm.
Trong những năm gần đây, do sự phát triển của các công cụ toán học cùng với sự tiến bộ của máy tính điện tử, các phần mềm công nghiệp đã được thiết lập và hoàn thiện dần dần. Chúng được sử dụng để giải quyết các bài toán trong lĩnh vực cơ học vật rắn, cơ học thuỷ khí, động lực học, bài toán tường minh và không tường minh, các bài toán tuyến tính và phi tuyến, cũng như các bài toán liên quan đến trường điện từ và tương tác đa trường vật lý. ANSYS là một bộ phần mềm mô phỏng và thiết kế, hỗ trợ tối đa việc thiết kế và phân tích các sản phẩm kỹ thuật, từ việc tạo mẫu thiết kế đến việc đánh giá và tối ưu hiệu năng của chúng. Phần mềm này có thể áp dụng trong hầu hết các lĩnh vực vật lý và có thể can thiệp vào thế giới mô hình ảo và phân tích kỹ thuật theo từng giai đoạn thiết kế.
3 Phần mềm phân tích này giúp quy trình thiết kế kỹ thuật được nâng lên một cấp độ mới, không chỉ làm việc với những mô hình, thông số phức tạp, các hàm đa cấp bậc, mà nó cũng giúp làm việc có tính thích ứng với những môi trường kỹ thuật mới. Do đó Ansys sẽ giúp nâng cao hiệu quả khi thiết kế, nâng cao tính linh hoạt, giảm bớt khó khăn, hạn chế vật lý, thực hiện các bài kiểm tra mô phỏng phức tạp mà chưa thể thực hiện trên những phần mềm thông thường. Trong tính toán thiết kế cơ khí, phần mềm ANSYS có thể liên kết với các phần mềm thiết kế mô hình hình học 2D và 3D để xác định được ứng suất, biến dạng, trường áp suất, vận tốc dòng chảy, có thể xác định được mức độ hao mòn, mỏi và phá huỷ của chi tiết. Nhờ việc xác định như vậy, có thể tìm được giải pháp tối ưu cho công nghệ chế tạo.
ANSYS cũng cung cấp phương pháp giải các bài tập cơ học với nhiều dạng mô hình vật liệu khác nhau: đàn hồi tuyến tính, đàn hồi phi tuyến, đàn dẻo, đàn nhớt, dẻo, dẻo nhớt, đàn hồi dẻo, vật liệu siêu đàn hồi, siêu dẻo, các chất lỏng và chất khí.Ansys bao gồm nhiều module với khả năng mô phỏng, xử lý khác nhau. Nhưng gần như các mô phỏng trong Ansys được thực hiện bằng module Ansys Mechanical Workbench. Đây là một module tích hợp, xử lý được nhiều lĩnh vực. Lịch sử hình thành và phát triền của phần mềm Ansys.
Ý tưởng về Ansys lần đầu tiên đến với John Swanson khi làm việc tại Phòng thí nghiệm hạt nhân Westinghouse vào những năm 1960, khi các kỹ sư đang thực hiện phân tích phần tử hữu hạn (FEA) bằng tay. Westinghouse bác bỏ ý tưởng tự động hóa FEA của Swanson bằng cách phát triển phần mềm kỹ thuật đa năng, vì vậy Swanson rời công ty vào năm 1969 để tự mình phát triển phần mềm. Năm 1970, khi đang làm việc tại một trang trại ở Pittsburgh, ông thành lập Ansys với tên gọi Swanson Analysis Systems Inc. [1] Các giai đoạn phát triền của phần mềm: Trải qua 6 giai đoạn từ lúc thành lập và phát triển tới nay Giai đoạn 1: Phần mềm ANSYS với phiên bản thương mại đầu tiên của được phát hành vào năm 1971 dưới nhãn trắng.
Năm 1975, các hàm phi tuyến và nhiệt điện được bổ sung. Và nó được sử dụng độc quyền trên các máy tính lớn cho đến khi phiên bản 3.0 được giới thiệu vào năm 1979 cho VAXstation. [1] Giai đoạn 2: Năm 1980, Apple II được phát hành và Ansys chuyển sang giao diện đồ họa người dùng với phiên bản 4 vào cuối năm đó. Phần mềm ANSYS với phiên bản 4 ngày 4 càng dễ sử dụng hơn và được thêm các khả năng mô phỏng điện từ.
Phần mềm động lực học chất lỏng Flotran của Compuflo được tích hợp vào Ansys với phiên bản 5, phát hành năm 1993. Giai đoạn 3: Năm 1996, Ansys đã tiếp tục phát hành phần mềm phân tích cấu trúc DesignSpace, sản phẩm mô phỏng thử nghiệm rơi và thả LS-DYNA và bộ mô phỏng động lực học chất lỏng (CFD) của Ansys. Vào cuối năm 2001, Phiên bản 6.0 của sản phẩm Ansys chính được phát hành và đã thực hiện được mô hình quy mô lớn thực tế lần đầu tiên. Một vài tháng sau đó, phiên bản 6.1 lại ra mắt nhằm mục đích khắc phục giao diện.
[1] Giai đoạn 4: Phiên bản 8.0 đã được ra mắt vào năm 2005. Phiên bản này giới thiệu phần mềm tương tác cấu trúc chất lỏng của Ansys, mô phỏng sự tương tác giữa kết cấu và chất lỏng. Vào năm 2009, phiên bản 12 đã được phát hành với phiên bản thứ hai của Workbench. Ansys cũng bắt đầu ngày càng củng cố các tính năng vào phần mềm Workbench.
[1] Giai đoạn 5: Phiên bản 15 của Ansys được công bố vào năm 2014.