এয়ার ডাক্ট টার্নিং কর্নার
উইন্ড টানেল, HVAC সিস্টেম এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন টার্নিং ভেইন সলিউশন
টার্নিং ভেইনস পরিচিতি
এয়ারফ্লো ম্যানেজমেন্টের ক্ষেত্রে, ডাক্ট কর্নারের ডিজাইন ভেন্টিলেশন, HVAC সিস্টেম এবং উইন্ড টানেলের দক্ষতা এবং কার্যকারিতায় একটি মূল ভূমি কা পালন করে। যখন বাতাসকে একটি তীক্ষ্ণ বাঁক নিতে বাধ্য করা হয়, যেমনটি প্রায়শই ডাক্টওয়ার্কে প্রয়োজন হয়, তখন এটি বর্ধিত হাইড্রোলিক প্রতিরোধের সম্মুখীন হয়, যার ফলে উচ্চতর প্রেশার লস এবং টার্বুলেন্স হয়। এটি কেবল বায়ুপ্রবাহ বজায় রাখার জন্য আরও শক্তির দাবি করে সিস্টেমের দক্ষতার সাথে আপস করে না বরং টার্বুলেন্ট প্রবাহ দ্বারা প্রয়োগ করা অসম চাপের কারণে ডাক্টওয়ার্কের কাঠামোগত অখণ্ডতাকেও প্রভাবিত করে।
এখানেই টার্নিং ভেইনস, যা কর্নার ভেইনস বা গাইড ভেইনস নামেও পরিচিত, কার্যকর হয় (চিত্র ১)। কর্নারের মধ্যে ইনস্টল করার জন্য ডিজাইন করা, ডাক্ট কর্নার ভেইনস বাতাসকে ন্যূনতম প্রতিরোধের সাথে বাঁক নেভিগেট করতে দেয়, কার্যকরভাবে প্রেশার লস কমায় এবং মসৃণ ব্যাসার্ধ-বাঁকের জন্য প্রয়োজনীয় অতিরিক্ত স্থানের প্রয়োজন ছাড়াই টার্ বুলেন্স প্রশমন করে। এটি একটি কমপ্যাক্ট স্পেসে দক্ষতার সাথে এয়ারফ্লো পরিচালনার জন্য টার্নিং ভেইনসকে একটি আদর্শ সমাধান করে তোলে।

চিত্র ১. TunnelTech টার্নিং ভেইন কর্নার সেকশন অ্যাসেম্বলি
সাধারণ HVAC সমাধানের সাথে প্রতিদ্বন্দ্বী উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন গাইডভেইন সেকশন।
একটি খাড়াভাবে বাঁকানো ডাক্টে বর্ধিত টার্বুলেন্স, প্রেশার লস এবং শব্দের উল্লিখিত ক্ষতিকারক ঘটনাগুলি কাটিয়ে ওঠার প্রচলিত সমাধান হলো রেডিয়াল ডাক্ট এলবো ডিজাইন করা (চিত্র ২ এবং চিত্র ৪, কেস ২)। এই কনুইগুলি, যদিও কিছু টার্বুলেন্স, শব্দ এবং প্রেশার লস (যা চিত্র ৪, কেস ১-এ দেখা তীক্ষ্ণ বাঁকের ক্ষেত্রে সাধারণ) প্রশমনে কার্যকর, তবে এদের নিজস্ব কিছু সমস্যা রয়েছে।
বাঁকানো ফ্লো ডিরেক্টরসহ মসৃণভাবে বাঁকানো শীট মেটাল দিয়ে তৈরি টার্নযুক্ত বেশ কয়েকটি প্রচলিত ভেন্টিলেশন ডাক্টওয়ার্ক চিত্র ২-এর বামে উপস্থাপন করা হয়েছে। ছবিটি HVAC ডাক্টে সাধারণত ব্যবহৃত স্ট্যান্ডার্ড ভেরিয়েন্টের কয়েকটি উদাহরণ উপস্থাপন করে, যেমন DW144 ডাক্টওয়ার্ক স্ট্যান্ডার্ড মেনে চলা।
এই ধরনের ডাক্ট সমাধানগুলি সিভিল ইঞ্জিনিয়ারিং, ছোট ব্যবসা এবং কম-ক্ষমতার HVAC সিস্টেমে ছোট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সাধারণ এবং সাশ্রয়ী, যেখানে শক্তি খরচ একটি উল্লেখযোগ্য ফ্যাক্টর নয়। যাইহোক, মাঝারি এবং বড় স্কেল এবং উচ্চ-ক্ষমতার বিদ্যুৎ উৎপাদন, ধাতুবিদ্যা, টার্বোমেশিনারি, হিট এক্সচেঞ্জার, বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার এবং আধুনিক সবুজ ও নবায়নযোগ ্য শক্তি অ্যাপ্লিকেশনে ভেন্টিলেশন এবং কুলিং সিস্টেমের জন্য এই ডিজাইনটি ভালো সমাধান নয়, যেখানে হাইড্রোলিক দক্ষতা এবং শক্তি সঞ্চয় অপরিহার্য।
যাইহোক, প্রতিবার হাইড্রোলিক নেটওয়ার্কের শক্তি খরচ নিখুঁতভাবে অপ্টিমাইজ করার প্রয়োজনে কাস্টম নন-স্ট্যান্ডার্ড ডাক্ট তৈরি করার দরকার নেই। একই চিত্র ২-এর ডানে TunnelTech-এর ডায়াগনাল গাইড ভেইন সেকশনের একটি ভেরিয়েন্ট দেখানো হয়েছে, যা শক্তি সাশ্রয়ী, কম শব্দ এবং কম টার্বুলেন্সযুক্ত, এবং HVAC সিস্টেমের জন্য শিল্পের মান পূরণ করে, তবে এটি বড় স্কেল এবং উচ্চ-ক্ষমতার শিল্প ব্যবহারের ক্ষেত্রেও ব্যবহার করা যেতে পারে। একটি বড় স্কেলের ফেসিলিটির উদাহরণ যেখানে ডায়াগনাল টার্নিং ভেইন সেকশন সহজেই একীভূত করা যেতে পারে তা চিত্র ৩-এ দেখানো হয়েছে।

চিত্র ২. শীট মেটাল দিয়ে তৈরি স্প্লিটার ভেইনসহ প্রচলিত মাঝারি-স্কেলের HVAC মসৃণ কনুই, DW144 স্ট্যান্ডার্ড (বামে), এবং স্ট্যান্ডার্ড এয়ার ডাক্টের জন্য উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন TunnelTech টার্নিং ভেইন ডায়াগনাল অ্যাসেম্বলি (ডানে)।

চিত্র ৩. উইন্ড টানেল, বিদ্যুৎ উৎপাদন এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য বড় স্কেলের TunnelTech এয়ার ডাক্ ট টার্নিং সেকশন।
প্রেশার ড্রপ, টার্বুলেন্স এবং নয়েজ কমানোর জন্য টার্নিং ভেইন ডিজাইন
বিভিন্ন টার্নিং কর্নার ডিজাইনের তুলনার জন্য, প্রেশার ড্রপ (ΔP) এবং CFD-সিমুলেটেড ফ্লো প্যাটার্নগুলি নিচের চিত্র ৪-এ দেওয়া হয়েছে। একটি প্রদর্শনমূলক উদাহরণ হিসাবে ২০ মি/সে ইনলেট এয়ারফ্লো গতি এবং ২×২ মি বর্গাকার ডাক্ট বেছে নেওয়া হয়েছিল। ২০ মি/সে গতির পরিসীমা প্রদর্শনের উদ্দেশ্যে বেছে নেওয়া হয়েছিল, কারণ সাধারণত ইনডোর স্কাইডাইভিংয়ের জন্য পেশাদার-গ্রেডের উল্লম্ব উইন্ড টানেলগুলি বেশিরভাগ সময় এমন মোডে কাজ করে, যেখানে রোটেটিং সেকশনে প্রবাহের গতি ১০ থেকে ৩০ মি/সে-এর মধ্যে পরিবর্তিত হয়। CFD-গণনাগুলি ১ স্ট্যান্ডার্ড বায়ুমণ্ডলে ২০°C তাপমাত্রায় এবং শূন্য বায়ু আর্দ্রতায় একটি সংকোচনযোগ্য গ্যাস এবং ২৫০ µm রুক্ষতাসহ একটি অ্যাডিয়াব্যাটিক দেয়ালের জন্য করা হয়েছিল। ডোমেইন প্রতি ৬ থেকে ১০ মিলিয়ন সেলের মেশ ব্যবহার করা হয়েছিল। ইনলেট বাউন্ডারিতে ফ্ল্যাট ইনলেট প্রোফাইল এবং ২% টার্বুলেন্স প্রয়োগ করা হয়েছিল। টার্বুলেন্স k-ε মডেল ব্যবহার করে ট্রিট করা হয়েছিল।
বিশেষ দ্রষ্টব্য! অনুগ্রহ করে মনে রাখবেন যে চিত্র ৪-এ প্রদর্শিত চিত্রগুলি বিশেষ উদাহরণ, যা শুধুমাত্র রোটারি কর্নার সেকশনের কার্যপদ্ধতি চিত্রিত করার এবং কয়েকটি প্রকারের তুলনা করার উদ্দেশ্যে উপস্থাপন করা হয়েছে। এই কেসগুলিকে প্রতিটি ব্যবহারের ক্ষেত্রে সাধারণ হিসাবে গণ্য করা যাবে না। প্রতিটি বাস্তব ভেন্টিলেশন সিস্টেম বা অন্যান্য হাইড্রোলিক নেটওয়ার্কের জন্য, নির্দিষ্ট হাইড্রোলিক প্যারামিটার, ডাক্টের আকার এবং আকৃতি, রুক্ষতা এবং কাঠামোগত অনিয়ম, প্রবাহের অসমতা এবং সঠিক ভৌত গ্যাস প্যারামিটারগুলি প্রতিটি গণনামূলক পয়েন্টের জন্য বিবেচনায় নিতে হবে। আপনি আমাদের সাথে যোগাযোগ করে একটি নির্দিষ্ট সিস্টেমের জন্য এই ধরনের গণনার অর্ডার দিতে পারেন।
নিম্নলিখিত ডিজাইনের কেসগুলি বর্ণনা করা হলো:
- গাইড ভেইনস ছাড়া কর্নার সেকশন।
- রেডিয়াল-বেন্ট ফ্লো ডিরেক্টরসহ মসৃণভাবে বাঁকানো কর্নার সেকশন (r = ডাক্ট উচ্চতার ½)। প্রেশার ড্রপ ডাক্ট স্পেসারের সংখ্যা এবং জ্যামিতির উপরও নির্ভর করে। এখানে অপ্টিমালি শেপড এয়ারফ্লো স্প্লিটার প্লেটের ন্যূনতম সংখ্যার উদাহরণ দেখানো হয়েছে।
- সাধারণ রেডিয়ালি বাঁকানো পাতলা প্লেট (১০-২০ মিমি পুরু)।
- নিকটতম প্রতিযোগীদের সাধারণ অপ্টিমাইজ না করা টার্নিং ভেইনস।
- অপ্টিমাইজড প্রোফাইলসহ TunnelTech-এর টার্নিং ভেইনস (TTE-TV)।
অল্প সংখ্যক সাধারণ বাঁকানো প্লেট সেপারেটরসহ (বা গাইড ভেইনস ছাড়া) রাউন্ড-কার্ভড ডাক্টের সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য সমস্যা হলো টার্নিং সেকশন এক্সিটে চাপ এবং বেগের বন্টন প্যাটার্ন (চিত্র ৪, কে স ২, আউটলেট ক্রস-সেকশন দেখুন)। এই প্যাটার্নটি দেখায় যে প্রতিটি ফ্লো সাবডোমেইনের বাইরের দেয়াল থেকে ভিতরের দেয়ালের দিকে বেগ বৃদ্ধি পাবে, যার ফলে অসম প্রবাহ, বড় টার্বুলেন্স এবং শব্দ তৈরি হবে। বাঁক ব্যাসার্ধ যত ছোট হবে, ফ্লো সেপারেশন, চাপ এবং বেগ ক্ষেত্রের বিকৃতি, শব্দের মাত্রা এবং প্রেশার ড্রপের মান তত বেশি হবে।
এই সমস্যাগুলি কাটিয়ে ওঠার একমাত্র উপায় হলো এই ধরনের কর্নার সেকশনের একটি বড় বক্রতা ব্যাসার্ধ এবং এয়ারফ্লো গাইড ভেইনস-এর সংখ্যা বৃদ্ধি করা। এখানেই দ্বিতীয় সমস্যাটি আসে – এই ধরনের বাঁকগুলিকে স্থান দেওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় বর্ধিত স্থান এবং ডাক্ট ক্রস-সেকশনের মাপে তৈরি বেশ কয়েকটি রেডিয়াল এয়ার ডাক্ট স্পেসারের উপাদানের খরচ। বড় ডাক্ট সিস্টেমে, মসৃণ ব্যাসার্ধ-বাঁক প্রয়োগ করলে অযৌক্তিকভাবে বড় কাঠামোর প্রয়োজন হতে পারে, যা অনেক পরিস্থিতিতে এই পদ্ধতিটিকে অবাস্তব করে তোলে, বিশেষ করে যেখানে স্থানের সীমাবদ্ধতা রয়েছে। প্রয়োজনীয় অতিরিক্ত স্থানটি নিচের চিত্র ৪, কেস ২-এ ড্যাশড লাইন দ্বারা দেখানো হয়েছে। প্রতিটি বাঁকের উচ্চতা এবং প্রস্থ ডাক্ট আকারের ন্যূনতম ½ দ্বারা বৃদ্ধি করতে হবে। রিসার্কুলেটিং উইন্ড টানেলের জন্য এর অর্থ হলো প্রতিটি দিকে বিল্ডিংয়ের মাত্রা কয়েক মিটার বৃদ্ধি করা, যা উচ্চতর ডাক্টওয়ার্ক খরচ এবং উচ্চতর মূলধন বিনিয়োগের দিকে নিয়ে যায়। উপরন্তু, প্রতিটি ফ্লো ডিভাইডারের খরচ ডাক্ট ওয়ালের সমান হবে।

চিত্র ৪. একটি ডাক্টওয়ার্কে কর্নার সেকশন - ডিজাইন এবং পারফরম্যান্স তুলনা
উইন্ড টানেল এবং শিল্প ভেন্টিলেশনের জন্য সর্বোত্তম সমাধান হলো উইং প্রোফাইলসহ টার্নিং সেকশন রোটারি ভেইনস, যা চিত্র ৪, কেস ৩-৫-এ প্রদর্শিত হিসাবে ডায়াগনাল বা কোণাকুনিভাবে সাজানো থাকে।
উপরের সমস্ত CFD-চিত্রগুলি উদাহরণস্বরূপ ২০ মি/সে এয়ারফ্লো গতিতে ২x২ মি ইনলেটসহ এয়ার ডাক্ট কর্নার সেকশনের সাথে সম্পর্কিত, যা ইনডোর স্কাইডাইভিং এবং লো-স্পিড সাবসনিক উইন্ড টানেলের ব্যবহারের ক্ষেত্রে সবচেয়ে প্রাসঙ্গিক।
চিত্র ৪ কেস ৩-এ পাতলা বাঁকানো ধাতব শীট দিয়ে তৈরি সাধারণ গাইড ভেইনসসহ একটি কর্নার সেকশন দেখানো হয়েছে। চিত্র ৪ কেস ৪ হলো TunnelTech-এর নিকটতম প্রতিযোগীদের থেকে উপলব্ধ রোটারি ভেইনস-এর সেরা উদাহরণ। উভয়েরই কর্ডের দৈর্ঘ্য (chord length) কম এবং একটি অপ্টিমাইজ না করা এয়ারফয়েল আকৃতি রয়েছে, যার ফলে সেকশন এক্সিটে অবশিষ্ট প্রবাহের অসমতা, অধিক অ্যারোডাইনামিক প্রতিরোধ এবং এয়ার ডাক্ট নয়েজ দেখা দেয়। সাধারণ বাঁকানো ধাতব শীট দিয়ে তৈরি পাতলা ভেইনস সাধারণত কম বাতাসের গতিতেও অনুমোদিত শব্দের মাত্রা অতিক্রম করে, এবং কম কর্ড-টু-থিকনেস অনুপাতসহ একটি মোটা এবং ছোট প্রোফাইলের বিকল্পটির পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলও কম হবে, যা হিট ট্রান্সফারের জন্য কুলড টার্নিং ভেইনস ব্যবহারের ক্ষেত্রে অনাকাঙ্ক্ষিত।
চিত্র ৪ কেস ৫-এর নিচের অংশে, উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন TunnelTech টার্নিং ভেইনস (অর্ডার করার জন্য নিম্নলিখিত p/n দেখুন: TTE-TV-90) দিয়ে সজ্জিত এয়ার ডাক্ট কর্নার দেখানো হয়েছে। ক্রস-সেকশনগুলি থেকে দেখা যায়, সঠিকভাবে প্রোফাইল করা গাইড ভেইনস-এর ক্ষেত্রে প্রবাহ আরও সুষম হয়, যার ফলে প্রেশার ড্রপ এবং টার্বুলেন্স কম হয়।
অন্যান্য ক্ষেত্রের তুলনায় লং-কর্ড ভেইনস দিয়ে সজ্জিত TunnelTech-এর কর্নার সেকশনগুলির জন্য আউটলেট এয়ার প্রেশার/ভেলোসিটি প্রোফাইল অনেক ভালো। এর ফলে অতুলনীয় TunnelTech অ্যারোডাইনামিক গুণমান অর্জিত হয়, যা পেশাদার স্কাইডাইভার এবং অন্যান্য গ্রাহকদের অসংখ্য পর্যালোচনায় প্রতিফলিত হয়েছে।
উপরে আলোচিত সমস্ত ডেটা, কর্ডের দৈর্ঘ্য এবং কুলিং অপশনসহ, <strong>টেবিল ১</strong>-এও উপলব্ধ।
| কেস / ভেইন টাইপ | ΔP (Pa) (*) | ξ (*) | কর্ড দৈর্ঘ্য (মিমি) | কুলিং |
|---|---|---|---|---|
| ১. ভেইনস নেই, তীক্ষ্ণ বাঁক | 114 | 0.47 | — | না |
| ২. মসৃণভাবে বাঁকানো কর্নার সেকশন | 41 | 0.17 | > 2000 | না |
| ৩. সাধারণ রেডিয়ালি-বাঁকানো পাতলা প্লেট | 80 | 0.33 | 250–500 | না |
| ৪. নিকটতম প্রতিযোগীদের টার্নিং ভেইনস | 88 | 0.37 | 280 | হ্যাঁ |
| ৫. TunnelTech অপ্টিমাইজড টার্নিং ভেইনস | 57 | 0.24 | 500 | হ্যাঁ |
TunnelTech এবং প্রতিযোগীদের ভেইনসসহ ডাক্ট টার্ন সেকশনের জন্য ১০০ মি/সে পর্যন্ত গতির পরিসীমার জন্য হাইড্রোলিক লস কো-এফিসিয়েন্টের মানগুলি, প্রাথমিক ডেটা নির্বাচনের কারণে কোনো পরিবর্তন ছাড়াই, চিত্র ৫-এ দেওয়া হয়েছে।
ডাক্টের দৈর্ঘ্য বরাবর হাইড্রোলিক লস, লোকাল রেজিস্ট্যান্স এবং মোট হাইড্রোলিক লস কো-এফিসিয়েন্ট সম্পর্কে আরও বিশদ নিচে দেওয়া হলো।
