碰撞射流室内热环境和污染物分布特征研究

发布时间：2020-06-13 17:34

【摘要】：日益增长的生活水平使人们对室内空气环境的要求也逐渐提高。通风方式对空调通风房间室内热环境、污染物的分布特性都有直接影响。因此,选择合理的通风方式在空调系统设计中显得尤其重要。碰撞射流通风方式在上世纪末期开始有实际应用,它同时具有混合通风和置换通风的优点,既可实现与置换通风相类似的节能效果,又可以实现如混合通风一般的兼顾供冷与供热需求,理论上是一种更有效、更节能的空调通风方式。但它在我国还很少使用,缺乏必要的研究。本文首先采用数值模拟的方法对比了夏季工况下三种通风方式(混合通风、置换通风和碰撞射流通风)房间的热环境和气态污染物环境。结果表明,混合通风情况下,室内温度均匀性较好,碰撞射流通风和置换通风房间沿垂直方向产生温度分层,房间上部空间温度较高,下部空间温度较低。碰撞射流房间室内人员头足部存在一定温差,但小于3℃,满足相关规范的要求。另外该房间虽在靠近送风口处近地面的局部区域产生较强的吹风感,其他位置均能满足房间内的热舒适性要求。室内人员工作区平均二氧化碳气体浓度由高到低的顺序为混合通风、碰撞射流通风和置换通风。室内气流形态对室内温度分布和气态污染物分布有直接影响,而碰撞射流房间送风口位置和送风温差直接影响其室内气流形态,故本文又详细研究了夏季工况下送风口位置、送风温差对室内热环境和气态污染物环境的影响。结果表明,送风口位置不同时,室内人员坐姿和站姿时头足部温差由高到低的顺序为径向射流、靠x轴墙射流和靠y轴墙射流。送风温差对室内温度分布有很大影响。当送风温差较小时,室内未出现明显温度垂直分层;当送风温差较大时,室内存在明显温度垂直分层现象。在本文研究的房间内,送风口位置和送风温差对吹风感的影响较小。送风口位置不同对夏季工况下碰撞射流房间内人员产生的二氧化碳气体浓度水平分布的影响很大,对排污效率的垂直分布影响较小。送风温差不同对夏季工况下碰撞射流房间内人员产生的二氧化碳气体浓度水平分布的影响较小,对排污效率的垂直分布影响较大。
【图文】：

验证模型,测试点

可靠证逡逑利用ＣＦＤ对空气流动进行数值模拟和改进，在当代建筑设计中开始受到计算模型的完善和计算速度的提高，数值模拟方法将会成为建筑室内外气气品质及舒适评价的有效工具。逡逑ｚｈａｎｇ和Ｃｈｅｎ［５９］曾对地板送风房间内的温度分布和速度分布分别进行了实其数值模拟结果与实测数据进行比较，发现两者数据非常吻合。为了验证值计算方案的可靠性，采用ｚｈａｎｇ等人［５９］的实验模型作为本研宄的验证背边界条件，以便于将模拟结果与ｚｈａｎｇ等人［５９］的模拟和实验数据同时进行．１验证模型的描述逡逑ｚｈａｎｇ等人［５９］对地板送风的研宄模型是一个三维的和与实际房间尺寸相同（ｆｕｌｌ邋ｓｃａｌｅ邋ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ），房间尺寸为：４．９１ｍ＞＜２．４４ｍｘ４．３１ｍ，室内有２个设风口，室内总送风量为0．0９４４ｍ３／ｓ，排风口设置在天花板上。房间内分别和６个照明热源，４个人体模型置于地板上，６盏灯放置在天花板上。房点布置位置参见图２－１。逡逑Ｔ邋ｉ逦－４￣————，邋邋邋邋邋逡逑．一逦＇．１邋＇－－

验证模型,测试点,热源,天花板

室内总送风量为0．0９４４ｍ３／ｓ，排风口设置在天花板上。房间内分别有４个人体逡逑热源和６个照明热源，４个人体模型置于地板上，６盏灯放置在天花板上。房间的模型和逡逑测试点布置位置参见图２－１。逡逑Ｔ邋ｉ逦－４￣————，邋邋邋邋邋逡逑．一逦Ｈ：＇．、逦１邋＇４逦丨邋Ｖ７－－？逡逑，－＝１＝＾逡逑？一一，逦Ｉ逦逦逡逑逦１普逦逡逑ｗ逦Ｍ邋ｖ逡逑、、、＾＾邋ｖ逡逑＂（ａ）验证模型逦（ｂ）测试点布置逡逑图２－１验证模型及测试点布置逡逑２．６．２验证模型的离散逡逑Ｚｈａｎｇ等人Ｍ对该工况做了数值模拟。本文采用了四面体非结构网格，对室内人员和逡逑照明以及送风口、回风口做了网格局部加密，得到的控制体积数为９９６，０９７。逡逑２．６．３验证模型的边界条件逡逑为了将数值计算所得结果与经典实验数据进行对比，在本文的验证模拟中，也采用与逡逑文献％相同的边界条件和热源，表２－１为具体参数取值。逡逑在模拟中也认为送风气流被均匀地送至室内
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU834

【参考文献】