محققان ایرانی در رویای شیشه‌های بی بخار!

محققان ایرانی موفق به ابداع روشی جدید برای بخارزدایی شیشه جلو خودرو شدند. 

تحقیقات دکتر محمد حسن سعیدی - دانشیار دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی شریف - و دو تن از دانشجویان دکتری مکانیک دانشگاه خواجه نصیر - مهندس زهرا بنی عامریان و رامین مهدی پور - به ارائه روش (ابزاری) جدید به منظور بخارزدایی شیشه جلو خودرو منجر شده است.

به گفته محققان، این ابزار با کنترل و در واقع مدیریت جریان هوای خروجی از دریچه‌های سیستم تهویه مطبوع خودرو ایجاد میشود که دستیابی به این هدف با اضافه کردن و ایجاد یک سری تصحیحات خاص در سیستم تهویه مطبوع کنونی خودروها، امکان پذیر است.

آنچه از یک سیستم برفک بخارزدایی خودرو انتظار می‌رود این است که به محض روشن شدن خودرو فعال شده و بخار و یخ‌زدگی شیشه را به طور کامل از بین ببرد، به علاوه پاکیزه شدن شیشه خودرو کاملا یکنواخت صورت گیرد و کل مقطع شیشه عاری از یخ و بخار شود و در نهایت یخ و بخار در هیچ مرحله از سفر نباید مجددا ایجاد شود.

موارد مذکور می‌تواند اهداف ایجاد چنین سیستمی باشد، آنچه به زعم محققان این طرح، روش‌های کنونی برفزدایی در خودروها که شاید بتوان بهترین آنها را در خودرو مرسدس بنز دید، چندان در تحقق آنها موثر و موفق نبوده‌اند چرا که اولین قسمتهایی از شیشه که پس از زمان نه چندان مناسب، از بخار پاک می‌شود، زیر سطح بحرانی دید راننده است که از لحاظ امنیت خودرو اصلا مناسب نیست.

به طور کلی تشکیل بخار روی شیشه به دلایلی چون تعرق و تنفس سرنشینان، ورود سرنشینی با لباس مرطوب به داخل خودرو و یا بالا رفتن نسبی رطوبت هوای محیط و در عین حال کاهش دما، صورت میگیرد.

با افزایش استفاده از گردش مجدد هوا در سیستم تهویه که مانع از تخلیه رطوبت از اتاقک خودرو میشود، مشکل مه گرفتگی شیشه‌های خودرو بسیار بیشتر شده است.

خودروهای ژاپنی خصوصا بیشترین مه گرفتگی شیشه را دارند و آن به خاطر تکیه فراوان سیستم تهویه مطبوع خودرو روی گردش دوباره جریان هواست.

دانشمندان و متخصصان فراوانی به منظور تشخیص و رفع مشکل بخار گرفتگی شیشه‌ها در خودرو تلاش کرده‌اند اما هر یک به موفقیت‌های محدودی در این زمینه دست یافته‌اند.

پیشرفت‌های اخیر در تکنیکهای آزمایشگاهی و نیز محاسبات CFD کمکهای شایانی به بهینه کردن سیستم بخارزدا در خودرو کرده است؛ البته به علت پیچیدگی هندسه اتاقک خودرو اکثر فعالیت‌های گذشته، به صورت آزمایشگاهی انجام شده است.

به زعم محققان، این طرح اگر چه پیشرفت‌های فراوانی در فهم مشخصات جریان هوا و تشخیص مشکلات موجود در سیستم‌های کنونی بخارزدایی در خودروهای مسافری صورت گرفته، اما همچنان نیاز به بررسی‌های دقیقتر و تلاشهای بیشتری نیز هست، چرا که اکثر فعالیت‌های انجام شده در راستای تشخیص مشکل بوده و راهکارهای ارائه شده به علتهایی چون هزینه بالای اجرا و ساخت غیر ممکن و ... تاکنون عملی نبوده است.

پژوهشگران ایرانی در تحقیقات خود ابتدا به شبیه سازی سیستم تهویه مطبوع خودرو و جریان هوای داخل اتاقک خودرو پرداختند.

در این راستا پس از شبیه سازی هندسی اتاقک خودرو سمند با اندازههای واقعی، در نرم‌افزار SOLID WORK این مدل در محیط نرمافزار GAMBIT، مش‌بندی و سپس در نرم‌افزار FLUENT، تحلیل ممنتوم و انرژی شد. سپس با استفاده از نتایج تحلیل فلوئنت و تدوین یک برنامه رایانه‌یی بر مبنای قوانین انتقال جرم در حالت گذرا، ضخامت فیلم بخار روی شیشه محاسبه شد تا بدین ترتیب شرایط بهینه جریان مورد استفاده برای بخارزدایی تعیین شود. 

در این پروژه عملکرد شش حالت مختلف، شامل حالت کنونی سیستم بخارزدایی خودروها و پنج حالت پیشنهادی دیگر با یکدیگر مقایسه شده و بهینهترین حالت، پیشنهاد شده است.

تفاوت حالتهای پیشنهادی در محل‌های ورودی و خروجی سیستم بخارزدا میباشد.

محققان با بیان این که بهترین روش، روشی است که بخار روی شیشه را در منطقه بحرانی سریعتر از بین برده و در عین حال از حیث میدان ممنتوم و حرارتی شرایط آسایش را برای سرنشینان فراهم کند، نتیجه گرفته‌اند: حضور دریچه‌های خروجی در قسمت عقب خودرو، منجر به کشیده شدن هوای گرم سیستم بخارزدا در سمت عقب خودرو می‌شود.

این پدیده از دو جهت مطلوب نیست، از طرفی به بالا رفتن دمای اتاقک و از بین رفتن آسایش سرنشینان منجر می‌شود و از طرف دیگر، مانع از جریان یافتن هوا در راستای شیشه شده و هوا را تا حدودی از شیشه منحرف می‌کند.

در نهایت بهترین حالت، وضعیتی عنوان شده که دریچه‌های ورودی در زیر شیشه و A-Pillar سمت چپ باشد و خروجی در A-Pillar سمت راست واقع شده باشد.

ایسنا