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側墻上置送風口置換通風流場及通風效果評價

文檔作者：林楊王麗文呂建文檔來源：天津城建大學		點擊數：	更新時間： 2024年07月27日
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煤氣與熱力
GAS ＆ HEAT
Vol_33 No．12
Dec．20l3
風口置換通風流場及通風效果評價
林楊 ， 王麗文 ， 呂 建
巳津城建大學能源與安全工程學院，天津300384；2．天津大學
建筑設計研究院，天津300073)
}設置側墻上置送風口置換通風系統的房間，采用CFD軟件對室內空氣速度場、
浪據模擬結果，分析貼附射流、沖擊射流的發展過程，評價側墻上置送風口置換
果。
通風； 側墻上置送風口； 貼附射流； 沖擊射流； 通風效果
FU995 文獻標識碼：A 文章編號：1000—4416(2013)12—0A22—04
)，男，湖北荊州人，碩士生，研
能與集中供熱新技術。
內熱源(人員、設備等)產生
：內空氣熱力分層的通風方
系統往往采取下置送風口的
占用了室內下部的有效空
瑩以布置。為了解決傳統置
們提出將送風口上置，形成
嗵風系統 。 。本文對側墻
場進行模擬，并評價通風效
型
圖1，房間的長×寬×高為
5 13。房間圍護結構視為絕
熱，送風裝置安裝于側墻上部，送風口高度為2．2
m。回風口位置見圖1，尺寸為0．4 m ×0．4 m。模
型房間內有2盞熒光燈，電功率均為36 w。人體、
計算機等熱源靠近回風口一側的墻邊，人體和計算
機的發熱量分別為100 W／人、300 w／臺。將房問內
的人體、計算機、桌子等分別簡化成規格不同的立方
體，簡化后房間內物體具體數量及尺寸見表1。
圖1 房間的物理模型
表1 簡化后房間內物體具體數量及尺寸
物體 數量 尺寸
送風口 l 1．25 irl×0．2O m×0．2O m
回風口 1 0．4 m X0．4 m
熒光燈 2 0．2O m×1．20 m x0．15 m
計算機 1 0．4 m×0．4 1TI×0．6 m
人體(坐姿) 1 O．3 m×0．4 m×1．2 m
桌面 l 1．20 m×0．60 m×0．02 m
桌腿 4 0．05 m×O．05 m×0．75 m
· A 22 ·
林楊，等：側墻上置送風口置換通風流場及通風效果評價 第33卷第12期
② 模擬方案
針對供冷工況，采用CFD軟件模擬室內速度
場、溫度場，根據模擬結果分析貼附射流、沖擊射流
的發展過程，并評價側墻上置送風口置換通風系統
的通風效果。房間供冷負荷指標為48 w／m 。室內
的送風射流由氣體貼附墻壁的貼附射流與沿地板擴
散的沖擊射流組成 ，選取送風溫度295 K、送風
速度0．3 m／s作為典型工況。
③ 測點布置及代表測點選取
均勻分割 y平面，布置測點，獲取各測點不同
坐標上的模擬數據，測點布置方式見圖2。其中測
點5～7為貼附射流空間的測點，我們選取測點6作
為射流空間的代表測點；測點2～4為人體活動區的
測點，我們選取測點3作為人體工作區的代表測點；
選取測點1為熱源附近測點，但由于測點1被人體
占據，因此我們選取測點1 作為熱源附近測點， 、Y
軸坐標為(1．20 1TI，1．45 m)。
圖2 測點布置方式
2 數值模擬結果與分析
2．1 設定
設定房間圍護結構內壁之間無輻射換熱。房間
內氣流為不可壓縮的牛頓流體。根據Boussinesq假
設，認為流體密度變化僅對浮升力有影響，流體中的
黏性耗散忽略不計。
2．2 模擬結果與分析
① 貼附射流、沖擊射流發展過程
平面( =3．3 m)速度云圖見圖3，yz平面(
= 3．3 m)對稱軸( 軸方向)的流速見圖4。由圖3、
4可知，貼附射流的流速沿射程方向呈現先增大后
減小的變化趨勢。這種變化是貼附射流在發展的過
程中，受豎向慣性力和豎向浮升力共同作用的結果。
由于送風溫度較低，在出口階段氣流密度較大，氣流
豎向慣性力作用比豎向浮升力作用明顯，因此對氣
流起著加速作用。隨著貼附射流的發展，氣流溫度
升高，豎向浮升力作用加強以及氣流接近地面時受
阻，流速逐漸下降。
圖3 平面(x：3．3 m)速度云圖
圖4 平面( =3．3 m)對稱軸(z軸方向)的流速
由圖4可知，貼附射流最大流速出現在高度1．0
m左右。這提示我們不能將送風口的安裝高度無限
制提高，應使得最大流速盡量落在熱力分層界面
(熱力分層界面將室內空氣沿豎向分為上部湍流混
合區，下部層流清潔區)以下，以盡量減小送風與熱
力分層界面上部污濁空氣摻混。
當貼附射流接近地面時，逐漸形成沖擊地板面
的沖擊射流l 。 y平面( =0．1 1TI)速度云圖見圖
5， y平面(z=0．1 m)對稱軸( 軸方向)的流速見
圖6。
由圖5、6可知，貼附射流在轉化為沖擊射流的
一段區域內，流速先明顯增大，然后逐漸減小。這主
要是由于貼附射流在近地面轉化為沖擊射流時，氣
流在沖擊地面時在地面上擴散開來，使得流速在這
段區域內明顯增大，但隨著沖擊射流在地面上迅速
· A 23 ·
” ∽∽ ¨
× × X × × × × × × × × × × × × × × × × × ∞ ∞ ∞" 加鉀 ∞∞卯 ∞ ∞
4 4 4 3 3 3 3 2 2 2 2 2 1 1 1 】9 6 4 2 O
第33卷第12期 煤氣與熱力
蔓延擴散，動量逐漸減小，流速降低。雖然沖擊射流
的流速沿流程逐漸減小，但是還能夠有效地到達人
員活動區域。在 =1．3 m處，流速小于0．15 rn／s，
人體不會感到有吹風感，滿足了人體舒適要求。
圖5 xy平面(Z=0．1 m)速度云圖
圖6 xy平面(z=0．1 m)對稱軸(X軸方向)的流速
② 通風效果
對通風效果的影響，從本質上可認為是對室內
空氣豎向熱力分層的影響，下部層流清潔區豎向溫
度梯度越小，上部湍流混合區豎向溫度梯度越大，通
風效果越好 。
測點6、3、1 的豎向溫度分布分別見圖7～9。
由圖7～9可知，3個測點的溫度沿高度方向(z軸方
向)逐漸增大。對于測點6、3，在0．1～1．2 m高度
范圍內溫度緩慢升高，當高于1．2 m后溫升速度較
快。對于測點1 ，在0．1～2．0 m高度范圍內溫度緩
慢升高，在0．2～1．5 111高度范圍內溫度出現波動，
這一高度區域恰好與坐姿下的人體腳踝到高于頭頂
30 em一段吻合。當高于2．0 m后，溫升速度較快。
由圖7可知，貼附射流區域也存在熱力分層。
這是由于送風口適當的安裝高度使得送風氣流最大
流速出現在熱力分層以下，在豎向慣性力的作用下
圖7 測點6的豎向溫度分布
圖8 測點3的豎向溫度分布
圖9 測點1 的豎向溫度分布
使送風氣流能較快地到達地面，減小了貼附射流在
上部空間對周圍空氣的卷吸，沖擊射流在地面上的
迅速衰減減少了吹風感。因此，側墻上置送風口置
換通風方式與傳統置換通風方式具有一樣明顯的熱
力分層特征。
由圖8、9可知，越接近熱源位置，熱力分層越明
顯，這說明沖擊射流對室內溫度分層的影響進一步
減弱。測點1 的0．2～1．5 rn高度范圍出現溫度波
動，是由于人體附近的空氣受人體加熱，溫度升高。
3 結論
對于側墻上置送風口的置換通風系統，由貼附
射流與沖擊射流形成的組合射流在室內能形成很好
· A 24 ·
∽” ∽ ”
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Vc34rw．watergasheat．corn 林楊，等：側墻上置送風口置換通風流場及通風效果評價 第33卷第l2期
的熱力分層，符合置換通風要求，通風效果良好。
參考文獻：
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2005，24(3)：69—72．
Assessment of Displacement Ventilation
Flow Field with High Sidewall Outlet and
VentilatiOn Effect
LIN Yang．W ANG Liwen．LYU Jian
Abstract： For a room using displacement venti—
lation system with high sidewall outlet．the indoor air
velocity field and temperature field are simulated by
CFD software．The development process of the attached
jet and impact jet is analyzed according to the simula—
tion results．The ventilation effect of displacement ven—
tilation system with high sidewall outlet is assessed．
Key words： displacement ventilation； high
sidewall outlet；attached jet；impact jet；ventilation
effect
收稿日期 2ol3礱03一o8； 修冒日期：2 埒每o5毒07
· 信息·
內蒙古焦 煤氣制LNG項目試產成功
內蒙古1．2×10 m ／a焦爐煤氣制LNG項目
日前全流程試產成功，這標志著焦爐煤氣制LNG技
術有了新突破。該項目焦爐煤氣深冷液化制取
LNG采用混合制冷劑流程，由中國科學院理化技術
研究所提供混合制冷劑制冷工藝包設計及技術服
務。該焦化園區總規劃建設500×10 t／a搗固焦項
目、60×10 t／a煤焦油深加工項目和30×10 t／a焦
爐煤氣制LNG項目。目前投產的是該園區一期項
目，年產130×10 t／a搗固焦和1．2×10 m 液化
天然氣。焦爐煤氣制LNG的流程為：來自焦化廠的
原料— — 焦爐煤氣經壓縮、預處理、精脫硫后進入
甲烷化工序，CO、CO，和H，經甲烷化反應生成
CH ，反應熱通過副產中壓蒸汽的方式移出并回收
利用，最終甲烷化后的富甲烷混合氣體，經除水脫
碳后進入深冷液化分離工序，制取LNG和富氫氣。
(本刊通訊員供稿)
· A 25 ·

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