Nebia sử dụng ANSYS CFX thiết kế vòi tắm hoa sen thân thiện môi trường

Viết bởi: Bill Kulp, Trưởng phòng Marketing sản phẩm chất lưu của ANSYS

Ai bảo rằng mô phỏng CFD

Computational Fluid Dynamics (CFD) - Tính toán động lực học chất lưu (chất lỏng, chất khí), là một nhánh của cơ học chất lưu sử dụng phân tích số và cấu trúc dữ liệu để phân tích và giải quyết các vấn đề liên quan đến dòng chất lưu.

Ansys Fluent và Ansys CFX là hai trong số các phần mềm mô phỏng CFD hàng đầu thế giới của hãng Ansys.

chỉ dành cho những vấn đề khó như động cơ phản lực hay xe đua?

Thật dễ dàng khi dùng CFD

Computational Fluid Dynamics (CFD) - Tính toán động lực học chất lưu (chất lỏng, chất khí), là một nhánh của cơ học chất lưu sử dụng phân tích số và cấu trúc dữ liệu để phân tích và giải quyết các vấn đề liên quan đến dòng chất lưu.

Ansys Fluent và Ansys CFX là hai trong số các phần mềm mô phỏng CFD hàng đầu thế giới của hãng Ansys.

thiết kế các đồ vật quen thuộc như vòi hoa sen – chúng đã không được tối ưu từ lâu. Những người sáng lập công ty Nebia đã có một ý tưởng hay hơn.

Ông Philip Winter, người đồng sáng lập và CEO của Nebia nói: “Vòi hoa sen là thứ mọi người thực sự quan tâm nhưng lại không có đầu mối nào để làm nên thay đổi. Bạn hãy khám phá một căn hộ và bạn nhận được bất cứ thứ gì bạn mong muốn.”

Đó là lý do tại sao họ đang cải tiến chế tạo một vòi hoa sen hoàn toàn mới tên là Nebia, nó giúp người tắm ấm hơn trong 1 điều kiện tối ưu cho tóc và tiết kiệm hơn 70% nước. Theo trang Kickstarter , một hộ gia đình 4 người có thể tiết kiệm tới 79.485 lít nước mỗi năm tương đương giảm $397 tiền điện nước và làm ấm nó.

So sánh mức nước tiêu thụ giữa vòi sen thường và vòi sen Nebia. Nebia tiết kiệm 70% lượng nước

Công nghệ H₂MICRO^TM

Các vòi phun tán nhỏ sử dụng áp suất và cấu trúc để điều khiển phân tán và chia nhỏ dòng chất lỏng. Nhiều vòi phun đã được phát triển qua thập kỷ trước cho các ứng dụng kỹ thuật cụ thể, chẳng hạn như bơm nhiên liệu, tán bột kim loại, và tưới tiêu nông nghiệp hiệu quả.

Các vòi hoa sen thông thường, được gọi là vòi phun miệng phẳng, tạo ra dòng nước thẳng với giọt nước lớn, các vòi phun tán nhỏ của chúng tôi tạo ra gấp 100 lần số giọt nhỏ li ti được phân tán chính xác theo mẫu.

Các thành viên nhóm phát triển của Nebia đã sử dụng phần mềm mô phỏng động lực học chất lưu ANSYS CFX để mô phỏng cơ học chất lưu và các đặc tính nhiệt của nước khi chảy ra từ nguồn cấp và ra khỏi đầu vòi phun của Nebia. CFD

Computational Fluid Dynamics (CFD) - Tính toán động lực học chất lưu (chất lỏng, chất khí), là một nhánh của cơ học chất lưu sử dụng phân tích số và cấu trúc dữ liệu để phân tích và giải quyết các vấn đề liên quan đến dòng chất lưu.

Ansys Fluent và Ansys CFX là hai trong số các phần mềm mô phỏng CFD hàng đầu thế giới của hãng Ansys.

đã cho phép chúng tôi kiểm chứng những đột phá kỹ thuật và tối ưu trải nghiệm với vòi hoa sen Nebia về nhiệt độ và khả năng làm sạch.

Vòi hoa sen Nebia gồm có một dãy các vòi phun chuyên biệt, mỗi vòi tập trung riêng vào các vùng làm ấm và làm sạch khác nhau trên cơ thể. Người dùng có thể chọn chế độ mạnh (Strength) với vận tốc phun và kích thước giọt lớn hơn. Điều đó mang lại cảm giác áp lực nước mạnh hơn nhưng không vượt quá lượng nước tiêu thụ từ vòi tắm thường.

Nhiệt độ không khí xung quanh

Nebia phân tán các giọt nước ấm trong vùng lớn hơn tại lớp không khí xung quanh. Vì thế, vùng không khí xung quanh được làm ấm rộng hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn.

So sánh nhiệt độ không khí trong khoảng 0,25 mét từ vòi sen giữa Nebia (trái) và vòi thường (phải)

So sánh nhiệt độ không khí trong khoảng 0,5 mét từ vòi sen giữa Nebia và vòi sen thường

So sánh nhiệt độ không khí trong khoảng 1 mét từ vòi sen giữa Nebia và vòi sen thường

Vòi phun của Nebia được thiết kế để giải phóng các giọt nước ở kích thước và tốc độ khác nhau với số giọt nước gấp hơn 100 lần và phân tán trên diện tích gấp 5 lần so với vòi hoa sen thường.

Nhiệt độ nước nhìn từ trên

Hiệu suất nhiệt

Hơn 61% các chi phí khi tắm do việc làm nóng nước bạn sử dụng. Tuy vậy, 97% năng lượng nhiệt lại bị thoát nhanh mất xuống cống. Chỉ có 3% lượng nhiệt còn lại được truyền vào không khí và vào người bạn. Thực vậy lượng nước trong loại vòi hoa sen thông thường của bạn được tận dụng rất ít để thực sự ấm người khi tắm.

Nhiều giọt nước hơn nghĩa là diện tích bề mặt giọt lớn hơn. Vì Nebia tán nhỏ nước thành hàng triệu giọt nhỏ, nên tổng diện tích bề mặt của tất cả các giọt nước từ vòi hoa sen Nebia lớn hơn tổng diện tích bề mặt của các giọt lớn phát ra bởi vòi hoa sen thường.

Vì vậy, Nebia có thể truyền nhiệt nhiều hơn 13 lần từ nước vào môi trường và đến người dùng. Đó là cách hiệu quả nhất để làm ấm người dùng và không khí xung quanh.

Những sáng tạo của Nebia sẽ không sáng tỏ và cực kỳ tốn kém nếu sử dụng phương pháp thử nghiệm và sửa lỗi với các mẫu thử vật lý cổ điển.

Vì vậy Nebia đã sử dụng ANSYS CFX và biến nó thành thực tế thông qua mô phỏng. Công nghệ mô phỏng giúp họ kiểm chứng chính xác những thiết kế đột phá và tối ưu công dụng vòi hoa sen Nebia về nhiệt độ và khả năng làm sạch.

---

Nguồn: fastcodesign.com; ANSYS, Inc.