地板送风系统室内可吸入颗粒物分布及二次悬浮特性研究

发布时间：2025-04-18 04:54

　　可吸入颗粒物作为危害人体健康的一类重要污染物,其在室内的分布规律是评价室内空气品质的一个重要方面。地板送风空调方式与传统的上送风空调方式相比有风口布置方便灵活和明显的节能效果等优越性,因此具有很好的发展潜力。然而,这种下送风的气流组织形式是否易使地面及其他壁面可吸入颗粒物发生二次悬浮、且如何影响室内可吸入颗粒物的分布等问题尚无系统的研究结果。本文结合理论与实验两方面研究了地板送风室内可吸入颗粒物的分布和二次悬浮特性。主要完成了如下工作: (1)在大量的文献调研基础上,阐述了研究室内颗粒物运动分布规律的必需性,由颗粒物毒性与粒径之间的关联分析了研究不同粒径颗粒物分布规律的必要性;回顾了室内颗粒物运动分布和二次悬浮领域前人已取得的研究成果,总结出目前室内颗粒物运动分布,尤其是二次悬浮特性的系统研究十分缺乏。 (2)通过对地板送风室内颗粒物浓度水平的影响因素的理论分析,在前人相关研究的基础上建立了预测室内颗粒物浓度的质量平衡模型(式2.5),并在此基础上提出考虑悬浮率随时间衰减的修正模型(式5.21)。通过实验检验了模型的正确性,同时分析影响颗粒物二次悬浮的因素,并通过正交试验,讨...

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
插图索引
附表索引
第1章 绪 论
    1.1 下送风空调技术概述
    1.2 本文的研究背景
        1.2.1 地板送风的应用
        1.2.2 研究可吸入颗粒物的必要性
    1.3 室内可吸入颗粒物分布研究进展
        1.3.1 室内颗粒物的来源
        1.3.2 穿透与沉降
        1.3.3 二次悬浮
        1.3.4 研究方法
    1.4 本文的主要工作和意义
第2章 地板送风室内颗粒物分布实验研究
    2.1 室内颗粒物的来源
    2.2 室内颗粒质量平衡模型
        2.2.1 颗粒质量平衡模型的建立
        2.2.2 模型的理论分析
    2.3 质量平衡模型的验证实验
        2.3.1 实验装置及实验方法
        2.3.2 实验结果及分析
        2.3.3 讨论
    2.4 颗粒悬浮的影响因素实验
        2.4.1 可能影响悬浮的因素
        2.4.2 粒径的意义
        2.4.3 实验仪器
        2.4.4 实验方法及步骤
        2.4.5 结果及讨论
        2.4.6 结论
    2.5 小结
第3章 地板送风系统室内流场
    3.1 概述
        3.1.1 室内空气流场的研究方法
        3.1.2 室内流场CFD方法研究现状
    3.2 室内流场的描述——模型及计算
        3.2.1 描述室内空气流动的k-ε模型
        3.2.2 控制方程的通式
    3.3 地板送风模型房间气流分布的数值计算
        3.3.1 地板送风房间几何模型
        3.3.2 地板送风的末端装置
        3.3.3 室内流场的计算
    3.4 PIV实验
        3.4.1 PIV测量原理及两相PIV技术进展
        3.4.2 实验装置及实验步骤
        3.4.3 实验结果及分析
    3.5 小结
第4章 颗粒自壁面脱附的研究
    4.1 表面力及颗粒的附着
        4.1.1 附着力
        4.1.2 影响附着力的因素
    4.2 湍流粘性亚层中颗粒的受力
        4.2.1 曳力（Drag force）
        4.2.2 剪切流引起的提升力（Shear-induced lift force）
        4.2.3 表面力
    4.3 壁面上颗粒脱附的条件
        4.3.1 考虑颗粒直接升离
        4.3.2 考虑颗粒滑动
        4.3.3 考虑颗粒滚动
    4.4 颗粒脱附的过程
        4.4.1 脱附过程假设
        4.4.2 拟序结构在脱附中担任的角色
        4.4.3 影响脱附的因素
    4.5 地板送风条件下颗粒脱附的模型
        4.5.1 脱离力
        4.5.2 脱附条件
        4.5.3 讨论
    4.6 小结
第5章 颗粒物二次悬浮的理论研究
    5.1 概述
        5.1.1 二次悬浮的含义
        5.1.2 定量表示二次悬浮的参数
    5.2 颗粒物从壁面悬浮至湍流中的理论
        5.2.1 二次悬浮理论的发展回顾
        5.2.2 悬浮率的力平衡模型和能量平衡模型
        5.2.3 悬浮有关的时间尺度
        5.2.4 对室内颗粒质量平衡模型的修正
    5.3 颗粒物在湍流中的运动
        5.3.1 颗粒在湍流中运动时的受力及运动方程
        5.3.2 颗粒轨迹的计算
        5.3.3 算例
    5.4 小结
第6章 室内颗粒物分布模拟
    6.1 室内颗粒物运动分布的模拟方法
    6.2 稳定流场中颗粒物的分布
        6.2.1 基本假设与壁面的处理
        6.2.2 地板送风条件下有污染源时室内颗粒浓度的分布
    6.3 室内颗粒物分布的非稳态过程模拟
        6.3.1 地板送风下香烟污染扩散过程模拟
        6.3.2 地板送风下人行走过程地面积尘污染过程模拟
    6.4 小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A （攻读学位期间发表的论文）



本文编号：4040563