شبیه‌سازی CFD

شبیه‌سازی عددی جریان هوا در سامانه‌های تهویه معدن و صنعت، روشی پیشرفته برای بررسی رفتار جریان در شبکه کانال، تونل‌ها و اطراف فن‌ها است. با استفاده از مدل‌های عددی، می‌توان بدون ساخت نمونه واقعی، وضعیت سرعت، فشار، توزیع آلودگی و مناطق رکود هوا را پیش‌بینی کرد. این روش به مهندسان امکان می‌دهد پیش از اجرای طرح، نقاط ضعف طراحی را شناسایی کنند و تنظیمات لازم را انجام دهند. در معادن زیرزمینی، که تغییرات ساختاری پس از حفاری می‌تواند پرهزینه و زمان‌بر باشد، شبیه‌سازی عددی اهمیت ویژه‌ای دارد.

در این نوع شبیه‌سازی، هندسه تونل‌ها، چاه‌ها، اتاق‌ها و شبکه کانال به صورت سه‌بعدی تعریف می‌شود و فن‌ها به عنوان منابع جریان یا اختلاف فشار در مدل وارد می‌گردند. خواص هوا، مانند چگالی، دما و وجود ذرات غبار، نیز در نظر گرفته می‌شود. سپس با حل معادلات مربوط به جریان و فشار، نتایج به صورت نقشه‌های رنگی و نمودارهای مختلف نمایش داده می‌شود. مهندسان می‌توانند ببینند در چه نقاطی سرعت هوا کم است، در کجا گرداب و جریان معکوس ایجاد می‌شود و کدام مسیرها نیاز به اصلاح دارند.

کاربرد شبیه‌سازی عددی جریان هوا تنها به مرحله طراحی محدود نمی‌شود، بلکه برای بهینه‌سازی سامانه‌های موجود نیز به کار می‌رود. برای مثال، در معادنی که شکایت از تهویه ناکافی در برخی جبهه‌ها وجود دارد، می‌توان مدل عددی از وضعیت فعلی ایجاد کرد و اثر افزودن فن موضعی، تغییر مسیر کانال یا تنظیم دریچه‌ها را پیش از اجرا بررسی نمود. در کارخانه‌های متالورژی، صنایع شیمیایی و تولید شیشه نیز شبیه‌سازی عددی می‌تواند به طراحی بهتر هودها، غبارگیرها و مسیرهای تخلیه گازهای داغ کمک کند.

نتایج شبیه‌سازی عددی زمانی بیشترین ارزش را دارند که با داده‌های واقعی اندازه‌گیری شده در محل مقایسه و اصلاح شوند. اندازه‌گیری دبی و فشار در نقاط کلیدی شبکه، امکان تنظیم مدل و افزایش دقت آن را فراهم می‌کند. به این ترتیب، ترکیب تجربه مهندسی، داده‌های میدانی و شبیه‌سازی عددی، ابزاری قدرتمند برای طراحی و بهینه‌سازی سامانه تهویه معدن و صنعت در اختیار قرار می‌دهد و کمک می‌کند ایمنی، صرفه‌جویی انرژی و پایداری بهره‌برداری در سطح بالاتری تأمین شود.