单侧受限浮射流流场特性及排风罩优化研究

发布时间：2017-08-31 21:04

  本文关键词：单侧受限浮射流流场特性及排风罩优化研究

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【摘要】：在工业建筑中，很多生产过程会导致含有污染物的浮射流不断卷吸周围空气向环境中散发，如在钢铁企业的生产过程中空气被加热携带污染物不断上升运动，在此过程中向周围环境散发大量的有害污染物和热量，对周围空间的环境及工人身体造成危害。 为了改善工业生产环境并提高污染物的捕集效率，本文首先总结了浮射流及排风罩的国内外研究现状，在实验和数值模拟误差分析的基础上，确定适用于浮射流研究的物理模型及边界条件，并在数值模拟中对于密度、比热等与温度相关物性参数的设置采用线性差分的方法，使数值模拟计算结果具有更高的准确性。 本文研究了浮射流在壁面受限的条件下，，对浮射流流场特性所产生的影响，并且研究了单侧受限浮射流在初始速度不同、初始温度不同、浮射流出口尺寸不同以及出口与壁面之间距离不同时对浮射流流场特性及贴附效应的影响。 实际中由于建筑内部结构或者工艺条件限制造成罩口尺寸小于污染源尺寸，导致排风罩对浮射流携带的污染物的控制效果降低。因此本文研究了浮射流上方的排风罩在罩口尺寸小于污染源尺寸的情形下的捕集效率，分析了浮射流在空间受限条件下挡板与捕集效率之间的影响作用规律。并在排风罩一侧设置挡板的基础上研究了增设倾斜挡板与垂直侧板对捕集效率的影响规律。为工程实际中在排风罩口尺寸受到限制时提高捕集效率提供指导。
【关键词】：浮射流 单侧受限 流场特性 捕集效率
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X962
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-20
• 1.1 课题研究意义、背景及目的8-9
• 1.2 课题研究现状和水平9-16
• 1.2.1 羽流国内外研究现状9-11
• 1.2.2 浮射流国内外研究现状11-13
• 1.2.3 上部排风罩国内外研究现状13-16
• 1.3 浮射流相关理论16-18
• 1.3.1 浮射流的定义及形成16-17
• 1.3.2 圆面热射流速度及流量分布17-18
• 1.4 研究现状的不足及本课题研究内容18-20
• 1.4.1 存在的不足18-19
• 1.4.2 本课题研究内容19-20
• 2 数值模拟方法及模型验证20-30
• 2.1 基本控制方程20-21
• 2.2 湍流模型21-22
• 2.3 物性参数的设置22
• 2.4 边界条件的设置22-23
• 2.5 求解器的设置23-24
• 2.6 湍流模型的选择24-27
• 2.6.1 风口实验24-25
• 2.6.2 速度场及温度场误差分析25-27
• 2.7 网格无关性检验27-29
• 2.8 本章小结29-30
• 3 壁面贴附作用下的浮射流流场特性30-44
• 3.1 壁面贴附效应30-31
• 3.2 浮射流出口尺寸不同时的贴附效应31-34
• 3.3 初始速度变化时的流场特性34-37
• 3.4 初始温度引起的流场特性变化37-40
• 3.5 受限距离对浮射流流场的影响40-43
• 3.6 本章小节43-44
• 4 受限浮射流上方排风罩捕集效率的特性研究44-57
• 4.1 非受限时排风量对捕集效率的影响44-46
• 4.2 挡板长度对捕集效率的影响46-47
• 4.3 不同高差下的捕集效率特性47-49
• 4.4 浮射流初始参数对捕集效率的影响49-51
• 4.4.1 不同初始速度下的变化特性49-50
• 4.4.2 不同初始温度的影响50-51
• 4.5 受限时排风量对捕集效率的影响51-52
• 4.6 罩口尺寸变化时的捕集效率52-55
• 4.6.1 不同罩口尺寸下初始速度对捕集效率的影响53-54
• 4.6.2 不同罩口尺寸下捕集效率随初始温度的变化54-55
• 4.7 本章小节55-57
• 5 浮射流上方排风罩的优化设计57-65
• 5.1 在高处设置小排风罩57-58
• 5.2 增设倾斜挡板58-62
• 5.2.1 排风量对捕集效率的影响59-61
• 5.2.2 倾斜挡板长度对捕集效率的影响61
• 5.2.3 捕集效率随倾斜挡板角度的变化规律61-62
• 5.3 增设垂直侧板62-64
• 5.4 本章小结64-65
• 6 结论及展望65-67
• 6.1 主要研究结论65
• 6.2 展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 硕士研究生学习阶段发表论文72

【参考文献】

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本文编号：767889