بررسی عددی میدان جریان هوا اطراف مدل مانکن به همراه سیستم تنفسی در یک اتاق با سیستم تهویه

Abstract

در این مطالعه میدان جریان اطراف مدل یک مانکن به همراه سیستم تنفسی در داخل یک اتاق با دریچه های تهویه مطبوع به صورت عددی بررسی شده است. دستگاه تنفس شامل ورودی بینی تا انتهای نای بوده و دامنه بررسی میدان جریان، شامل فضای اطراف مانکن و دستگاه تنفسی است. اتاق مورد نظر دارای سیستم گردش هوا می‌باشد که در حالت اول دریچه های ورودی و خروجی هوا بر روی دیوار روبروی مانکن و در حالت دوم بر روی دیوار سمت راست مانکن قرار گرفته‌اند. میدان جریان با حل معادلات پیوستگی و ناویر استوکس در حالت پایا به کمک مدل سازی آشفتگی با استفاده از مدل k-ω-SST transition در نرم افزار فلوئنت تحلیل شده است. تنفس مانکن در دبی های تنفسی 15، 20 و 30 لیتر بر دقیقه برای حالت دم شبیه سازی شده است. توزیع فشار، شدت آشفتگی و تنش برشی جریان از ابتدای بینی تا انتهای نای، فشار و خطوط جریان هوا در صفحاتی از نواحی حفره بینی، دهانه حنجره (گلوتیس) و نای بررسی شده‌اند. همچنین توزیع سرعت و خطوط جریان در فضای اتاق و روبروی صورت مانکن مطالعه شده و سرعت هوا در نزدیکی صورت مانکن از نظر شرایط آسایش با هم مقایسه شده‌اند. نتایج حاصل برای شدت آشفتگی نشان می‌دهد رژیم جریان در داخل سیستم تنفسی در هر سه دبی تنفسی آشفته می‌باشد و محل نصب دریچه ها تأثیری بر شدت آشفتگی درون دستگاه تنفس ندارد. همچنین در حالت دوم سرعت هوا در اطراف صورت کمتر بوده و شرایط مناسب تری از نظر آسایش ایجاد می‌شود.