多层住宅集中排烟系统的研究

发布时间：2020-04-24 19:35

【摘要】：近些年,随着社会的发展以及人们生活水平的提高,人们越来越注重生活的品质,同时随着城市化的进程不断的进步,建筑越来越向多层发展。人们在享受这些进步的同时,也逐渐对健康更加关注。住宅是生活、休息以及工作的场所。室内空气的质量是高品质生活的一个标准。本文将从系统、参数化的角度去研究住宅的排烟系统,并且利用编程语言完成程序界面的设计,方便快捷的对集中排烟系统进行优化设计。论文主要研究内容包括以下几个方面:首先,查阅国内外的相关文献,研究集中排烟系统的理论以及采用集中排烟方式出现的问题和现有的解决方法。根据现有的理论和研究基础来制定本文的研究方案,介绍CFD数值模拟的理论以及集中排烟系统的数学模型,方便后续的系统的参数化研究。然后,根据数学模型所需的参数进行研究。对集中排烟系统中出现的局部部件进行了研究,主要包括排烟支管、止回阀以及汇流三通部分的阻力系数。分别对这些部分进行CFD数值模拟和实验研究相结合的方式进行研究,得到这些部分阻力系数的影响因素以及阻力系数的计算方法。最后,根据前面的研究编写计算程序以及计算程序界面的设计。将集中排烟系统中出现的集中烟道、油烟机、排气支管、止回阀等部分以及环境因素作为输入变量,计算各开机楼层的流量,并且对计算程序计算的流量进行了实验验证。以计算程序为基础在止回阀开启角度、油烟机选型两个方面进行了系统排烟均匀性的优化设计。
【图文】：

图 2. 1 集中排烟系统模型简化示意图在油烟的产生到排放过程中，油烟首先被油烟机收集吸收，然后经由支管和支管与集中烟道连接处的止回阀，排放到集中烟道中。油烟在集中烟道中，底层用户排放的油烟在上升过程中，会对上层用户排放的油烟产生冲击，然后汇集继续上升，对更上层用户的排放继续产生冲击然后汇集再上升，一直到排放到空气中。根据空气动力学理论，烟道系统中的流速和压力控制方程如下：a n m y nP P P (2-16)设共有 n 层楼房，则公式（2-16）中a nP 代表第 n 层烟道合流处的全压值；m P 代表屋顶风帽的压力损失；y nP 代表第 n 层集中烟道内的沿程压力损失。对于除去顶层的其余楼层有以下公式：2 3 3 1(0 )a k y a kP P P P k n (2-17)式（2-17）中2-3 P 表示第 k 层集中烟道处下层烟道相对于上层的合流造成的压损示；y-3 P 表示第 k 层集中烟道内的沿程压力损失。而对于所有的排烟支管有以下公式：

图 3.1 模型流体域及网格划分图在支管阻力系数数值模拟中，，采用的边界条件进行一系列的调整之后，具体设置如下：1） 在启动 Fluent 时，求解算器选用 3ddp 双精度；2） 设置模型单位为 mm，然后进行 scale；3） 湍流模型选择 Realizable，k-ε 模型进行模拟[39]；4） 流体介质为空气 air，密度 1.29kg/m3；5） 压力与速度耦合方式选取 SIMPLEC 算法，动量和质量离散的时候采用的是二阶精度；6） 设置操作压力为一个大气压；7） 进口为速度进口边界条件，出口为压力出口边界条件；8） 壁面采用无滑移标准壁面函数，粗糙度设为 20mm；9） 初始化为全局参数进行初始化；设置好以上参数之后在进行数值模拟工作。进行数值模拟时，油烟机的各
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU834

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本文编号：2639314