室内环境下甲醛扩散的数值模拟及能耗分析
发布时间：2021-11-24 11:17
随着大气污染恶化和能源危机的形势日益严峻,如何有效利用能源提高室内空气品质,控制污染物浓度扩散对人们身心健康和可持续发展具有重要意义。以FLUENT模拟软件为基础,采用RNG k-ε模型结合壁面函数法和基于Species（Species Transport）方法的污染物扩散模型,开展室内环境下甲醛扩散模拟以及实验对比研究。首先对室内密闭情况下甲醛扩散进行模拟研究,通过实验验证,证明所选数值模型的准确性和可靠性。其次,针对夏季新风系统房间的气流组织形式、送风速度及温湿度变化对室内常见甲醛气体污染物扩散的影响进行数值模拟,并以空气分布特性指标（ADPI）、空气分布不均匀系数、能量利用效率和通风效率为评价指标分析室内空气品质,结果表明异侧上送下回送风方式下甲醛浓度场分层明显且均匀,能较好控制甲醛扩散,ADPI值最高,人体舒适度最高;同侧上送下回的空气分布不均匀系数较小,产生气流较为均匀;置换通风的能量利用系数和通风效率较高,排污和排热能力较强;顶送下回的ADPI值最小,空气分布不均匀系数较大,舒适度较差。此外,通过改变异侧上送下回送风方式下的送风速度（变化范围1.1～2.6m/s）、送风温度...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-2018年中国家装行业市场总产值及增速目前室内家具及建筑装饰材料散发的常见污染物气体包含甲醛(HCHO)、
华北理工大学硕士学位论文-8-图2建筑能耗构成及所占比重配有新风空调系统的室内房间，室内建筑能耗会进一步加大。因此应研究新风系统的不同送回风方式和参数，使房间内形成合理的气流组织，在达到净化室内空气、给人们带来舒适度的同时还能够节约能源，减少能耗。1.2研究意义新风空调系统通过合理的气流组织形式不仅可以有效控制空调房间内空气的均匀度、温度、相对湿度等参数，使室内环境达到舒适性的要求；同时在城市居民过度装修室内生活环境的情况下，能够有效的将气体污染物排到室外，降低室内甲醛等污染物浓度，提升了室内空气质量，使室内空气满足人们舒适性的需求外还保证了对健康环境的要求。不同的系统送风方式会产生室内不同的气流组织形式，进一步影响室内空气的质量。目前，常见的新风系统送风方式主要包含置换通风以及混合通风。本文模拟了四种不同的送风方式，分别为：同侧上送下回、顶送下回、异侧上送下回以及置换通风，其中上送下回送风形式及顶送下回送风形式属于室内常见的混合通风形式，混合通风是指混合原有的室内空气和房屋顶部进入的新鲜空气，并且不断稀释处理室内的余热以及污染物浓度，使得存在室内的污染物浓度以及温湿度均匀分布。而置换通风指采取从室内底部送入低于日常室温的清新空气的形式，在重力的作用下，使得室内整个地板充满新送入的新鲜空气，此外，通过热气流不断的卷吸，在室内空气排除室内的同时，将会出现温度以及浓度的明显分层现象。混合通风的方式和置换通风有所不同，合理的气流组织能有效降低室内污染物浓度，为人们提供一个舒适、健康的工作环境及休息空间。由于CFD方法具有成本低、较高的完备性和计算速快等特征，该方法常适用
第2章室内气流数值模拟原理及评价指标-13-第2章室内气流数值模拟原理及评价指标2.1CFD技术特点计算流体动力学（CFD）主要是经过数值传热（NHT）不断成熟发展而来，它的基本原理是通过计算机软件采用相关的数值计算方法模拟计算流体运动规律，使得研究学者可以清晰明确分析经过数值计算得到的流体运动图像[48]。它解决问题的思想为：通过相关原理以及方法，建立基于时空坐标系下物理场的离散点之间的数学方程，并求解该数学方程模型的解。计算流体动力学（CFD）的具体流程如图3所示。图3CFD数值求解流程图在计算机技术以及相关技术不断成熟发展的今天，经过多年相关学者的不断努力，计算流体动力学（CFD）得到了较快发展[49]，突破了传统实验分析方法的局限性。与传统的实验分析方法相比，在面临复杂的问题时数值模拟方法表现不凡，它表现出具有较强的处理复杂问题的能力，此种方法的优势在于具有较低的成本以及理想的模拟计算结果。针对室内的污染物扩散以及气流组织的问题研究，在充分
【参考文献】：
期刊论文
[1]夏季不同通风方式的房间内甲醛扩散模拟研究[J]. 王倩,张浩. 洁净与空调技术. 2019(02)
[2]温度对材料污染散发和室内空气甲醛浓度影响的分析[J]. 陈凤娜,张惠敏,梁卫辉,杨旭东. 建筑科学. 2019(06)
[3]桥载空调制热下飞机客舱热舒适性数值模拟[J]. 林家泉,刘明良. 中国民航大学学报. 2019(02)
[4]基于送风参数的纯电动公交车内速度场和温度场分析[J]. 周柯,胡广地,郎晓玥. 汽车实用技术. 2017(16)
[5]不同气流组织下对室内甲醛浓度影响模拟分析[J]. 张磊,张国娟,于水. 建筑节能. 2017(08)
[6]夏冬两季室内通风降氡能耗分析[J]. 梁涛,叶勇军,代鑫涛,张运锋,苏杭. 建筑热能通风空调. 2017(03)
[7]相对湿度、温度对胶合板甲醛释放的影响[J]. 杨叶,李立清,马卫武,马先成,刘斌,陈若菲,颜婧. 中国环境科学. 2016(02)
[8]轿车车室内流场的数值仿真研究[J]. 何良,吴长水,李启杰,姜自才. 计算机仿真. 2016(01)
[9]空调办公室热环境数值模拟研究[J]. 刘敏,李明海,卢明,郭拴全,赵明强. 土木建筑与环境工程. 2015(S1)
[10]室内污染物扩散的通风优化数值模拟[J]. 岳高伟,陆梦华,贾慧娜. 流体机械. 2014(04)
硕士论文
[1]海带干燥特性及热泵烘干室气流组织研究[D]. 王鹏浩.哈尔滨理工大学 2019
[2]不同净化方式下室内甲醛释放特性及净化效果的数值研究[D]. 张怡鹏.东北石油大学 2018
[3]不同通风方式对室内空气品质的影响[D]. 李翩.南京理工大学 2016
[4]夏热冬冷地区办公建筑空调能耗模拟及节能潜力分析[D]. 冯杨杰.扬州大学 2016
[5]微观通道的非平衡分子输运研究[D]. 徐志成.暨南大学 2015
[6]室内甲醛和TVOCs释放规律及污染控制技术研究[D]. 袁宝成.东北大学 2015
[7]室内装饰材料甲醛释放规律及影响因素的实验研究[D]. 张侃.沈阳航空航天大学 2012
本文编号：3515870
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-2018年中国家装行业市场总产值及增速目前室内家具及建筑装饰材料散发的常见污染物气体包含甲醛(HCHO)、
华北理工大学硕士学位论文-8-图2建筑能耗构成及所占比重配有新风空调系统的室内房间，室内建筑能耗会进一步加大。因此应研究新风系统的不同送回风方式和参数，使房间内形成合理的气流组织，在达到净化室内空气、给人们带来舒适度的同时还能够节约能源，减少能耗。1.2研究意义新风空调系统通过合理的气流组织形式不仅可以有效控制空调房间内空气的均匀度、温度、相对湿度等参数，使室内环境达到舒适性的要求；同时在城市居民过度装修室内生活环境的情况下，能够有效的将气体污染物排到室外，降低室内甲醛等污染物浓度，提升了室内空气质量，使室内空气满足人们舒适性的需求外还保证了对健康环境的要求。不同的系统送风方式会产生室内不同的气流组织形式，进一步影响室内空气的质量。目前，常见的新风系统送风方式主要包含置换通风以及混合通风。本文模拟了四种不同的送风方式，分别为：同侧上送下回、顶送下回、异侧上送下回以及置换通风，其中上送下回送风形式及顶送下回送风形式属于室内常见的混合通风形式，混合通风是指混合原有的室内空气和房屋顶部进入的新鲜空气，并且不断稀释处理室内的余热以及污染物浓度，使得存在室内的污染物浓度以及温湿度均匀分布。而置换通风指采取从室内底部送入低于日常室温的清新空气的形式，在重力的作用下，使得室内整个地板充满新送入的新鲜空气，此外，通过热气流不断的卷吸，在室内空气排除室内的同时，将会出现温度以及浓度的明显分层现象。混合通风的方式和置换通风有所不同，合理的气流组织能有效降低室内污染物浓度，为人们提供一个舒适、健康的工作环境及休息空间。由于CFD方法具有成本低、较高的完备性和计算速快等特征，该方法常适用
第2章室内气流数值模拟原理及评价指标-13-第2章室内气流数值模拟原理及评价指标2.1CFD技术特点计算流体动力学（CFD）主要是经过数值传热（NHT）不断成熟发展而来，它的基本原理是通过计算机软件采用相关的数值计算方法模拟计算流体运动规律，使得研究学者可以清晰明确分析经过数值计算得到的流体运动图像[48]。它解决问题的思想为：通过相关原理以及方法，建立基于时空坐标系下物理场的离散点之间的数学方程，并求解该数学方程模型的解。计算流体动力学（CFD）的具体流程如图3所示。图3CFD数值求解流程图在计算机技术以及相关技术不断成熟发展的今天，经过多年相关学者的不断努力，计算流体动力学（CFD）得到了较快发展[49]，突破了传统实验分析方法的局限性。与传统的实验分析方法相比，在面临复杂的问题时数值模拟方法表现不凡，它表现出具有较强的处理复杂问题的能力，此种方法的优势在于具有较低的成本以及理想的模拟计算结果。针对室内的污染物扩散以及气流组织的问题研究，在充分
【参考文献】：
期刊论文
[1]夏季不同通风方式的房间内甲醛扩散模拟研究[J]. 王倩,张浩. 洁净与空调技术. 2019(02)
[2]温度对材料污染散发和室内空气甲醛浓度影响的分析[J]. 陈凤娜,张惠敏,梁卫辉,杨旭东. 建筑科学. 2019(06)
[3]桥载空调制热下飞机客舱热舒适性数值模拟[J]. 林家泉,刘明良. 中国民航大学学报. 2019(02)
[4]基于送风参数的纯电动公交车内速度场和温度场分析[J]. 周柯,胡广地,郎晓玥. 汽车实用技术. 2017(16)
[5]不同气流组织下对室内甲醛浓度影响模拟分析[J]. 张磊,张国娟,于水. 建筑节能. 2017(08)
[6]夏冬两季室内通风降氡能耗分析[J]. 梁涛,叶勇军,代鑫涛,张运锋,苏杭. 建筑热能通风空调. 2017(03)
[7]相对湿度、温度对胶合板甲醛释放的影响[J]. 杨叶,李立清,马卫武,马先成,刘斌,陈若菲,颜婧. 中国环境科学. 2016(02)
[8]轿车车室内流场的数值仿真研究[J]. 何良,吴长水,李启杰,姜自才. 计算机仿真. 2016(01)
[9]空调办公室热环境数值模拟研究[J]. 刘敏,李明海,卢明,郭拴全,赵明强. 土木建筑与环境工程. 2015(S1)
[10]室内污染物扩散的通风优化数值模拟[J]. 岳高伟,陆梦华,贾慧娜. 流体机械. 2014(04)
硕士论文
[1]海带干燥特性及热泵烘干室气流组织研究[D]. 王鹏浩.哈尔滨理工大学 2019
[2]不同净化方式下室内甲醛释放特性及净化效果的数值研究[D]. 张怡鹏.东北石油大学 2018
[3]不同通风方式对室内空气品质的影响[D]. 李翩.南京理工大学 2016
[4]夏热冬冷地区办公建筑空调能耗模拟及节能潜力分析[D]. 冯杨杰.扬州大学 2016
[5]微观通道的非平衡分子输运研究[D]. 徐志成.暨南大学 2015
[6]室内甲醛和TVOCs释放规律及污染控制技术研究[D]. 袁宝成.东北大学 2015
[7]室内装饰材料甲醛释放规律及影响因素的实验研究[D]. 张侃.沈阳航空航天大学 2012
本文编号：3515870
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