# Knowledge base: Warsaw University of Technology

Back

## Numerical modelling of multi-blade dampers

### Wojciech Przedworski

#### Abstract

The main aim of this paper is to present potentiality of airflow modelling in a multiblade damper. Because of few treatises associated with the topic, it was necessary to proceed some numerical calculations. The author has used ANSYS Fluent as a calculation tool. An expected result of modelling was an inlet air velocity dependence of static pressure drop. As an introduction of the paper, a few applications of dampers have been presented and some, quite popular in Poland, types have been described. Some technical names, often use to classify dumpers, have been mentioned. The next chapter contains results of measurements made in the Institute of Heat Engineering at the Warsaw University of Technology. They have been executed for three typical opening angles, for each of them the inlet air velocity has been changed and the difference of static pressure between two defined measure points has been checked. The final result was three performance characteristics, shown in diagram. In the next part of the paper, basis of the finite-element method has been described. After theoretical introduction, some assumptions in creating a model, established by the author, have been shown. Afterwards, mathematical foundations used by Fluent for numerical calculations and residual range have been described. The discretized geometry has been shown for each opening angle. Numerical calculations have been proceeded using the finiteelement method and then visualized. The calculations, for each angle, were made considering 3 different inlet velocities: 1, 3, 5 m/s and 2 viscosity models: standard k-epsilon and modified, by the author, k-epsilon. Subsequently, after finishing all calculations, results have been aggregated and compared with measurements. The model well imitates real device’s responses to boundary conditions changes (inlet velocity). The values of static pressure turned out to vary a bit from measurements. It may be an effect of both assumptions in model and some measuring errors. Modified model, for angles of 45 and 60 degrees, is more accurate. However, for angle of 30 degrees standard model has given marginally better results.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Wojciech Przedworski (FPAE) Wojciech Przedworski,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Numeryczne modelowanie przepustnic wielopłaszczyznowych
Supervisor
Artur Rusowicz (FPAE/IHE) Artur Rusowicz,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)
Study subject / specialization
, Energetyka (Power Engineering)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
11-02-2010
Issue date (year)
2009
Pages
57
Internal identifier
MEL; PD-1049
Reviewers
Artur Rusowicz (FPAE/IHE) Artur Rusowicz,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Zbysław Pluta (FPAE/IHE) Zbysław Pluta,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
przepustnice wielopłaszczyznowe, modelowanie numeryczne
Keywords in English
xxx
Abstract in Polish
Tematem niniejszej pracy są możliwości modelowania przepływu powietrza przez przepustnicę wielopłaszczyznową. Ze względu na brak opracowań na ten temat konieczne było przeprowadzenie odpowiednich obliczeń numerycznych. Wykorzystano do tego program ANSYS Fluent. Celem modelowania było uzyskanie zależności pomiędzy prędkością powietrza na wlocie do kanału wentylacyjnego a spadkiem ciśnienia statycznego występującym na przepustnicy. Na wstępie pracy omówiono możliwe zastosowania przepustnic oraz opisano najpopularniejsze konstrukcje spotykane na polskim rynku. Wprowadzono także nazewnictwo stosowane przy definiowaniu rodzaju urządzenia. W kolejnym rozdziale przedstawiono wyniki badania przepustnicy wielopłaszczyznowej zamontowanej na, stworzonym specjalnie do tego celu, stanowisku w laboratorium Zakładu Aparatury Procesowej i Chłodnictwa Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej. Pomiary przeprowadzane były dla trzech charakterystycznych kątów otwarcia przepustnicy. Dla każdego kąta zmieniana była prędkość powietrza na wlocie do kanału wentylacyjnego i mierzona była różnica pomiędzy wartościami ciśnienia statycznego w dwóch, zdefiniowanych w rozdziale, punktach pomiarowych. W ten sposób stworzone i zaprezentowane zostały trzy charakterystyki urządzenia, każda dla innego kąta otwarcia. Dalsza część pracy przedstawia podstawy metody elementów skończonych, która stosowana była do modelowania urządzenia. Po wstępie teoretycznym opisano założenia jakie przyjął autor przed rozpoczęciem tworzenia modelu. Następnie zaprezentowano równania matematyczne, które używane były przez program podczas obliczeń numerycznych oraz zdefiniowano oczekiwania odnośnie do otrzymanego wyniku. Dla każdego kąta otwarcia przepustnicy zaprezentowano stworzoną geometrię oraz sposób jej dyskretyzacji. Obliczenia numeryczne wykonano korzystając z metody elementów skończonych a wyniki pokazano w formie graficznej. Dla każdego kąta obliczenia przeprowadzono dla 3 różnych prędkości: 1,3 i 5 m/s oraz dla 2 modeli lepkości turbulentnej: standardowego k-epsilon i zmodyfikowanego k-epsilon. Po zakończeniu obliczeń zestawiono otrzymane w ten sposób charakterystyki z tymi otrzymanymi z pomiarów. Stworzony przez autora model bardzo dobrze odwzorowuje zachowanie się urządzenia przy zmianach warunków brzegowych w postaci prędkości powietrza wlatującego do kanału. Wartości różnicy ciśnienia statycznego nie do końca pokrywają się z wynikami pomiarów. Wynika to z kilku nakładających się czynników: zarówno wielu uproszczeń przyjętych w procesie tworzenia modelu jak i błędów w pomiarach. Zmodyfikowany model, dla kątów otwarcia 45 i 60 stopni, pozwala uzyskać wyniki lepiej oddające rzeczywistość; dla kąta 30 stopni okazuje się nieco gorszy od modelu standardowego.
File
• File: 1
praca_inz.pdf
Request a WCAG compliant version

Uniform Resource Identifier
urn:pw-repo:WUTad6a6a15c4584555b04ebab9122a4bb6