Ich habe mal die Lüftung meines geplanten Heimkinos versucht zu simulieren. Die erste Hürde war mal das Simulationsprogramm (falls es wen interessiert, kann ich hierzu mehr schreiben) zu verstehen, das dauerte ewig. Ob es 100% richtig ist, weiss ich nicht, aber habe ein paar Querchecks gemacht und grundsätzlich schaut es eigentlich ganz vernünftig aus.
Im Prinzip muss man den «Luftkörper» konstruieren. Das ist nicht ganz ohne, wenn man nicht kapiert, wie man feste Körper im Simulationsprogramm verwenden kann. So musste ich alles rausziehen oder ausschneiden, um Podest, Leinwand, Rohre, etc. zu erstellen. War eine langwierige Sache.
So sieht das fertige Modell aus:
Unten links ist die passive Luftzufuhr von unter dem Treppenhaus (durch ein 100mm Rohr [125mm Rohr mit Schalldämpfung] und aus der hinteren Bassfalle raus). In der Mitte sieht man das Rohr wo der Schalldämpfer und dann der Motor sitzen wird, hier wird aktiv die Luft in den Nebenraum (Speisekammer) abgeführt. Hinten sieht man die Hinterlüftung plus die Fensternischen.
In der Wireframe-Ansicht sieht man auch noch das Innenleben (sprich Deckenfries, Deckensegel und die Rohre. Auf die Sitze habe ich aktuell noch verzichtet, da ich wie gesagt, noch nicht die Simulation voll im Griff habe ;)
Danach wird ein Mesh (Gitter) generiert, welches dann für die Simulation notwendig ist.
Die limitierte Version ist auf 500'000 Flächen limitiert, so richtig genau kann man also nicht rechnen.
Im Anschluss darauf muss man die Berechnung initialisieren. Hier wird «Flüssigkeit», in meinem Fall Luft, simuliert. Dazu kann man einen Eingang (passiv unten links) definieren und einen Ausgang oben rechts bestimmen. Hier habe ich einen Mass-Outlet-Flow gewählt, bei welchem man den Massenstrom angeben muss (kg/s).
Und wie kommt man nun von der Leistung des S&P Typ TD 350/125 – SILENT (380m3/h) auf den Massenstrom?
Ich habe das ganze gerechnet mit 20°C und Normaldruck und habe mit folgender Rechnung den Normvolumendurchfluss erhalten:
(380/3600) * 0.9318 = 0.10555 * 0.9318 = 0.0983 Nm3/s
Multipliziert mit der Luftdichte von 1.292 (kg/Nm3) ergibt das einen Massenstrom von 0.127 kg/s.
Diesen trägt man dann in der Simulation ein, bestimmt noch die Temperatur und lässt dann den Computer eine Weile rechnen.
Nachdem dann die Simulation fertig ist, kann man sich verschiedene Resultate anzeigen lassen, z.B. die Strömungsvektoren. Da hatte ich dann sehr hohe Geschwindigkeitswerte, welche ich initial nicht nachvollziehen konnte.
Die Simulation zeigte sehr hohe Werte im Rohrknick und beim Motor. (hellgrün - 13m/s - am Motor und rot – 19m/s - im Knick), da wurde ich mir unsicher.
Habe dann auch wieder anhand einiger Formel ausgerechnet, wie hoch die Geschwindigkeit beim Motor sein muss im Rohr drin. Dazu wurde die Formel Volumendruchfluss = Geschwindigkeit * durchströmte Fläche umgeformt und angewandt. (Volumendurchfluss / Fläche = Geschwindigkeit).
Mei mir also (380m3 / 3600s) / (PI * 0.05m^2) = 0.1055 / 0.00785 = 13.4 m/s
Dies wiederum sind fast 50 km/h, was mir sehr hoch vorkommt, aber grundsätzlich eigentlich schon sein kann (hab ich da was falsch gerechnet?).
Ganz interessant finde ich die Luftstromverteilung im Allgemeinen:
Die beiden unteren Lüftungsrohre zur Hinterlüftung bewirken einen ziemlichen Luftstrom von ca. 4m/s (14km/h) am rechten Boden entlang und durch die obere linke Öffnung gibt es auch einen Diagonalen Flow.
Ich muss mir dann die Werte mal noch in Ruhe anschauen, nicht dass man dann eine Ohrenentzündung kriegt, wenns einem immer mit 15km/h um die Birne weht.
Ein wenig Sorge habe ich noch bei der Platzierung der unteren Rohre, da ist der Luftstrom um die Leinwand auch ziemlich stark, aber da kann ich ja allenfalls noch runterfahren mit der Power
Erstaunt bin ich über die geringe Bewegung in der Hinterlüftung, da muss ich nochmal über die Bücher, was ich da noch verbessern kann um dort ein bisschen mehr Luftzirkulation hinzukriegen. jetzt wird es so um die 1-2m/s sein, schätze ich (die genauen Werte weiss ich noch nicht, wie ich die rauskirege aus der Simulation)
Beste Grüsse und gut Nacht
Ronnie
Quellen:
Alle Formeln habe ich von hier