空調(diào)房間氣流組織模擬及優(yōu)化

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 作 者： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 系(專業(yè))： 熱能與動(dòng)力工程 題 目： 空調(diào)房間氣流組織數(shù)值模擬和優(yōu)化 指導(dǎo)者： 講師 (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))評(píng)閱者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù)) 2012 年 6 月 2 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要 題 目 空調(diào)房間氣流組織數(shù)值模擬和優(yōu)化摘要：氣流組織對(duì)空調(diào)室內(nèi)的空氣環(huán)境、空氣品質(zhì)有著重要的影響，直接關(guān)系著室內(nèi)的溫度、區(qū)域流速及空調(diào)能耗，是空氣調(diào)節(jié)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。有效地通風(fēng)和合理的氣流組織對(duì)于改善室內(nèi)空氣品質(zhì)，保證實(shí)現(xiàn)健康建筑、健康舒適性空調(diào)有著重要的意義。影響空調(diào)房間氣流組織的主要因素是入口風(fēng)速、進(jìn)風(fēng)口的位置、進(jìn)回風(fēng)口的相對(duì)位置等，本文

2、首先使用Gambit軟件建立物理模型和網(wǎng)格劃分，并用Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，以直觀的方式表示各不同氣流組織方案下的氣流的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)，分析得出對(duì)于辦公室等類似的空調(diào)房間，側(cè)送側(cè)回、上送下回、上送上回、下送上回等四種氣流組織都比較適合的。但是側(cè)送側(cè)回和上送上回的氣流組織形式更優(yōu)。關(guān)鍵詞：氣流組織 數(shù)值模擬 紊流模型 溫度場(chǎng) 速度場(chǎng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要Title Numerical simulation of air-conditioned room air distribution and optimization AbstractAirflow-organizing in air-

3、conditioned indoor air environment, air quality has an important effect is directly related to the indoor temperature, area, flow rate and air-conditioning energy consumption is an important part of the air-conditioned. Effective ventilation and airflow organization has an important significance for

4、 improving indoor air quality, to ensure the realization of healthy buildings, healthy comfort air conditioning.The main factors to affect the flow in room inlet velocity, the location of the air inlet into the return air relative position Firstly, the establishment of a physical model and mesh usin

5、g Gambit software, and numerical simulations using Fluent software, said in an intuitive way the temperature field and velocity field of airflow under different air distribution program, analyzing the draw for office and other similar air-conditioned room, Side of the send side back, on sending the

6、next time, on to send back, next to send back to the four air distribution are more appropriate. But the better Side of the send side back and on to send back on the air current forms of organization.Keywords：Airflow-organizing;Numerical simulation; Turbulence model;Temperature field;Velocity field.

7、目 次 1 引言11.1 研究的背景及意義11.2 國(guó)內(nèi)外的研究成果11.3 本文的主要內(nèi)容和工作 22 空調(diào)房間的氣流組織形式 32.1氣流組織的介紹 3 2.2常用的氣流組織形式32.2.1側(cè)送側(cè)回42.2.2上送下回42.2.3 上送上回42.2.4 下送上回53 氣流組織和室內(nèi)舒適性的評(píng)價(jià)指標(biāo)53.1 技術(shù)指標(biāo)5 3.2 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)7 3.3 適性空調(diào)室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)8 4 空調(diào)房間的數(shù)值模擬過(guò)程8 4.1 物理模型的建立8 4.2網(wǎng)格的劃分11 4.3數(shù)學(xué)模型11 4.4在Fluent里的參數(shù) 13 4.5解算結(jié)果及后處理14 5 數(shù)值模擬結(jié)果分析15 5.1 側(cè)送側(cè)回的結(jié)果及分析1

8、5 5.2 異側(cè)下送上回的結(jié)果及分析 17 5.3 上送上回的結(jié)果及分析19 5.4 上送下回的結(jié)果及分析20 結(jié)論 22 參考文獻(xiàn) 23致謝25 第24頁(yè) 1 引言11 研究的背景及意義 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人們的物質(zhì)生活水平不斷提高，空調(diào)的使用越來(lái)越普及，人們對(duì)居住和工作環(huán)境的要求也越來(lái)越高，因此對(duì)通風(fēng)空調(diào)技術(shù)也提出了更高的要求。在空調(diào)房間內(nèi)，氣流組織是通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，氣流組織直接影響室內(nèi)空調(diào)效果，是關(guān)系著房間工作區(qū)的溫度、濕度基數(shù)、精度及區(qū)域溫差、工作區(qū)的氣流速度及清潔程度和人們舒適感的重要因素，是一切空調(diào)工程設(shè)計(jì)中必須考慮和重視的問(wèn)題。有效地通風(fēng)和合理的氣流組織對(duì)

9、于改善室內(nèi)空氣品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)工作環(huán)境健康舒適性有著重要的意義。因此人們希望在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)階段就能詳細(xì)了解由空調(diào)通風(fēng)所形成的室內(nèi)空氣速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濕度場(chǎng)以及有害物濃度場(chǎng)等的分布情況，從而制定出最佳的氣流組織方案1?？照{(diào)房間內(nèi)的空氣分布與送/回風(fēng)口的尺寸、形式、數(shù)量及位置，送風(fēng)參數(shù)（送風(fēng)溫度，風(fēng)速），房間的大小及污染源的位置和性質(zhì)等有關(guān)。這些參數(shù)直接影響空調(diào)室內(nèi)調(diào)節(jié)效果，影響室內(nèi)的溫度，風(fēng)速和室內(nèi)人員的舒適度，是空氣調(diào)節(jié)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是空調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程中要重點(diǎn)考慮的一個(gè)環(huán)節(jié)。由于影響空氣分布的因素較多，加上實(shí)際工程中的具體條件的多樣性，因此難于用簡(jiǎn)單的理論或經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式來(lái)綜合上述諸多因素的影響。目前，

10、在空間氣流分布計(jì)算方面，較多采用依賴于實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)式，由于實(shí)驗(yàn)條件的不同，在各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果間存在一定的差異，但在總體規(guī)律性方面卻基本雷同2。1.2 國(guó)內(nèi)外的研究成果鑒于空調(diào)房間的氣流組織形式對(duì)能源的損耗、室內(nèi)空氣的品質(zhì)和人體健康舒適性有著至關(guān)重要的作用。國(guó)外從20世紀(jì)20年代就對(duì)此領(lǐng)域展開(kāi)了研究，如對(duì)等溫、非等溫射流運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究，送風(fēng)方式與舒適度關(guān)系的研究，各類建筑物不同送/回風(fēng)方式的研究，室內(nèi)空氣品質(zhì)的研究等。在國(guó)內(nèi)，天津大學(xué)的馬九賢教授于80年代組織建造了國(guó)內(nèi)第一個(gè)專門用來(lái)對(duì)空調(diào)房間內(nèi)氣流情況進(jìn)行研究的實(shí)驗(yàn)室，并取得了一定的研究成果，為進(jìn)一步進(jìn)行房間氣流的研究奠定了基礎(chǔ)3。文獻(xiàn)45得出下送風(fēng)

11、氣流組織的送風(fēng)口形式、送風(fēng)進(jìn)口與人體距離、送風(fēng)速度和送風(fēng)溫度對(duì)人體熱舒適的影響。文獻(xiàn)6利用C02作為示蹤氣體，研究了空氣齡與質(zhì)點(diǎn)換氣效率、房間換氣次數(shù)之間的關(guān)系。 Nielsen等人對(duì)空調(diào)房間模型內(nèi)二維流動(dòng)進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)7。Zhang G、Morsing和Bjerg等人在Nielsen研究的基礎(chǔ)上改變模型房間長(zhǎng)寬高等比例進(jìn)行了模型實(shí)驗(yàn)8。J.D. Posner等人采用RNG k-模型模擬預(yù)測(cè)模型室的測(cè)量9。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CFD技術(shù)開(kāi)始用于空調(diào)房間的氣流分析。1974年，丹麥的Nielsen首次將CFD技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)工程，數(shù)值模擬空調(diào)房間室內(nèi)空氣流動(dòng)情況，利用流函數(shù)和渦旋公式求解封閉二維

12、流動(dòng)方程。Chen Qingyan則在1988年利用CFD技術(shù)對(duì)建筑物能耗、室內(nèi)空氣流動(dòng)情況以及室內(nèi)空氣品質(zhì)等問(wèn)題進(jìn)行了分析和研究。在2000年Topp、Nielsen和Davidson在全方位通風(fēng)的房間內(nèi)，利用CFD方法模擬了在等溫壁條件下的空氣流動(dòng)情況10。 國(guó)內(nèi)也有眾多的研究者利用CFD技術(shù)對(duì)空調(diào)房間氣流組織進(jìn)行優(yōu)化和研究。1988年，張建忠分析了數(shù)值模擬方法在通風(fēng)空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用情況，還對(duì)常見(jiàn)的工業(yè)敞口槽通風(fēng)問(wèn)題作了數(shù)值計(jì)算分析，把問(wèn)題簡(jiǎn)化為二維穩(wěn)定不可壓縮的粘性流動(dòng)11。文獻(xiàn)12利用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法研究了空洞建筑上送風(fēng)情況下空調(diào)室內(nèi)的流場(chǎng)分步情況，指出送風(fēng)溫度和風(fēng)速是對(duì)溫度分層高度有

13、重要影響。上述文獻(xiàn)雖對(duì)空調(diào)房間氣流組織進(jìn)行了大量的研究，但只是對(duì)工程上某種具體的氣流形式的研究沒(méi)有對(duì)不同氣流組織形式進(jìn)行系統(tǒng)、詳細(xì)地比較。關(guān)于空調(diào)室內(nèi)氣流組織下的溫度詳細(xì)分布的文獻(xiàn)未見(jiàn)報(bào)道。1.3 本文的主要內(nèi)容和工作本文以計(jì)算流體力學(xué)和數(shù)值傳熱學(xué)為理論基礎(chǔ)，對(duì)空調(diào)房間的氣流組織形式和室內(nèi)空氣三維湍流流動(dòng)的數(shù)值模擬方法進(jìn)行分析，使用Gambit建立夏季空調(diào)房間常見(jiàn)的四種氣流組織模型，采用FLUENT軟件以直觀的方式顯示了四種氣流組織方案的氣流流型，分析討論其氣流分布規(guī)律、特點(diǎn)，并將數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行處理，并將各種不同送氣流組織形式下的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比，總結(jié)各種氣流組織形式的優(yōu)缺點(diǎn)。本文內(nèi)容

14、安排1、簡(jiǎn)述氣流組織研究的背景及意義，并簡(jiǎn)單介紹國(guó)內(nèi)外氣流組織研究現(xiàn)狀。2、介紹空調(diào)房間氣流組織及常用的氣流組織形式。3、介紹空調(diào)室內(nèi)舒適性的評(píng)價(jià)指標(biāo)和氣流組織的評(píng)價(jià)指標(biāo)。4、使用Gambit建立氣流組織模擬的物理模型，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，對(duì)物理模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，確定Fluent軟件中的參數(shù)設(shè)置，應(yīng)用Fluent軟件，對(duì)常見(jiàn)的四種氣流組織形式進(jìn)行模擬計(jì)算。5、對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析，得出結(jié)論。2 空調(diào)房間的氣流組織形式2.1 氣流組織的介紹狹義的氣流組織指的是上（下、側(cè)、中）送上（下、側(cè)、中）回或置換送風(fēng)、個(gè)性化送風(fēng)等具體的送回風(fēng)形式，即氣流組織形式；廣義的室內(nèi)氣流組織，是指一定的送風(fēng)口形式和送風(fēng)

15、參數(shù)所帶來(lái)的室內(nèi)氣流分布。經(jīng)過(guò)一定處理過(guò)后的空氣，經(jīng)過(guò)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)入空調(diào)房間，與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱濕交換后由回風(fēng)口排出。顯然，空調(diào)房間的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)的均勻性和穩(wěn)定性與室內(nèi)空氣的流動(dòng)情況密切相關(guān)。氣流組織設(shè)計(jì)的目的就是合理的組織室內(nèi)空氣的流動(dòng)和分布，使室內(nèi)工作區(qū)空氣的溫度、濕度、風(fēng)速和潔凈度能更好地滿足室內(nèi)人員的舒適感要求。只有合理的氣流組織才能充分發(fā)揮送風(fēng)的冷卻和加熱作用，均勻地消除室內(nèi)的冷(熱)、濕負(fù)荷，并有效的排除有害物和懸浮在空氣中的灰塵,滿足室內(nèi)人員對(duì)新鮮空氣的需求。好的通風(fēng)系統(tǒng)不僅要能夠給室內(nèi)體統(tǒng)一個(gè)健康、舒適的環(huán)境，而且要有很高的經(jīng)濟(jì)性。因此，根據(jù)室內(nèi)環(huán)境等的特點(diǎn)和需要，采取最恰當(dāng)?shù)耐?/p>

16、風(fēng)系統(tǒng)和氣流組織形式，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效運(yùn)行，就顯得尤為重要。2.2 常用的氣流組織形式在實(shí)際工程中，常用的氣流組織形式有：側(cè)送側(cè)回、上送下回、上送上回、下送上回等。2.2.1 側(cè)送側(cè)回圖2-1 側(cè)送側(cè)回氣流分布側(cè)送側(cè)回的送風(fēng)口布置在房間的側(cè)墻上部，氣流橫向送出，氣流吹到對(duì)面墻上后下落到工作區(qū)，以較低速度流過(guò)工作區(qū)，再通過(guò)布置在同側(cè)墻下方的回風(fēng)口排出。側(cè)送側(cè)回形式中，工作區(qū)處于回流區(qū)，由于氣流在到達(dá)工作區(qū)之前，已經(jīng)和房間內(nèi)空氣進(jìn)行了比較充分的混合，使房間內(nèi)速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)都趨于均勻和穩(wěn)定，因此能保證工作區(qū)具有穩(wěn)定和均勻的氣流速度和溫度。2.2.2 上送下回圖2-2 上送下回氣流分布 這種氣流組織形式是

17、將送風(fēng)口布置在房間上部，回風(fēng)口布置在下部。該氣流組織的優(yōu)點(diǎn)是送風(fēng)氣流不直接進(jìn)入工作區(qū)，有較長(zhǎng)的與室內(nèi)空氣混摻的距離，能夠形成比較均勻的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)。2.2.3 上送上回圖2-3 上送上回氣流分布這種氣流組織形式是將送風(fēng)口和回風(fēng)口布置都在房間上部，氣流能充分的流過(guò)工作區(qū)，對(duì)于那些因各種原因不能在房間下部布置回風(fēng)口的場(chǎng)合是相當(dāng)合適的。2.2.4 下送上回圖2-4下送上回氣流分布這種形式的送風(fēng)口布置在下部，回風(fēng)口布置在上部，排風(fēng)溫度高于工作區(qū)的溫度，故具有一定的節(jié)能效果，同時(shí)有利于改善工作區(qū)的空氣質(zhì)量。對(duì)于室內(nèi)余熱量大，特別是熱源又靠近頂棚的場(chǎng)合，如計(jì)算機(jī)房，廣播電臺(tái)的演播大廳等，采用這種氣流組織

18、形式是非常合適的，對(duì)于同側(cè)下送上回的氣流組織形式，氣流能吹過(guò)房間的每個(gè)角落，空調(diào)效果非常好。但是，下送方式要求降低送風(fēng)溫差，控制工作區(qū)內(nèi)的風(fēng)速。3 氣流組織和室內(nèi)舒適性的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)以人為主要服務(wù)對(duì)象的舒適性空調(diào)來(lái)說(shuō)，其評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩個(gè)方面。對(duì)大多數(shù)空調(diào)房問(wèn)來(lái)說(shuō)，相對(duì)濕度在一定范圍內(nèi)(3070)對(duì)人體的舒適性影響不明顯，因此可以忽略空調(diào)房間內(nèi)濕度的影響，其主要考慮空氣溫度和氣流速度綜合作用。下面簡(jiǎn)要介紹一下常用的評(píng)價(jià)指標(biāo),包括不均勻系數(shù)、換氣效率、熱舒適性指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)及舒適性空調(diào)室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)101314。3.1 技術(shù)指標(biāo)（1） 不均勻系數(shù) 不均勻系數(shù)即空調(diào)房間室內(nèi)的溫

19、度和風(fēng)速等參數(shù)的不均勻性，該方法是在室內(nèi)工作區(qū)內(nèi)選取n個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別測(cè)得各點(diǎn)的風(fēng)速和溫度，求其算術(shù)平均值和均方根偏差，再求不均勻系數(shù)和和和和式中：n測(cè)點(diǎn)數(shù) 工作區(qū)測(cè)點(diǎn)的速度 n個(gè)測(cè)點(diǎn)的速度算數(shù)平均值 n個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫度算數(shù)平均值 n個(gè)測(cè)點(diǎn)的速度均方根偏差 n個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫度均方根偏差有由上面的定義式可見(jiàn)，越小，表示氣流分布的均勻性越好。（2） 換氣效率 換氣效率是衡量換氣效果優(yōu)劣的一個(gè)指標(biāo)，是氣流自身的特性參數(shù)，與污染物無(wú)關(guān)。考察點(diǎn)換氣效果的優(yōu)劣取決于該點(diǎn)的局部平均空氣年齡(空氣年齡指空氣質(zhì)點(diǎn)從進(jìn)入房間起至達(dá)到某點(diǎn)所需經(jīng)歷的時(shí)問(wèn))。因此，換氣效率可定義為理論上最短的換氣時(shí)間與實(shí)際換氣時(shí)間之比。換氣效率定

20、義式：式中：室內(nèi)空氣理論上的最短換氣時(shí)間 實(shí)際換氣時(shí)間 室內(nèi)平均空氣齡根據(jù)換氣效率的定義式可知，對(duì)于理想的活塞流，=/2，為100%；全面孔板送風(fēng)，100%；對(duì)于混合流，=，為50%。當(dāng)換氣效率在50%以上時(shí)，認(rèn)為該氣流組織有較好的換氣效率。換氣效率低于50%的送風(fēng)系統(tǒng)在一定程度上意味著短路送風(fēng)。由于/2，所以換氣效率的值都在0100%之間。即除單向流送風(fēng)外，任何送風(fēng)方式的換氣效率都小于1（3） 熱舒適性指標(biāo) 常見(jiàn)的熱舒適指標(biāo)有；有效溫度ET、吹風(fēng)感、和PMVPPD指標(biāo)。 (1)有效溫度ET(Effective Temperature)的定義是“將干球溫度、濕度、空氣流速對(duì)人體冷熱感的影響的綜

21、合數(shù)值，該數(shù)值等效于產(chǎn)生相同感覺(jué)的靜止飽和空氣的溫度”。但有效溫度存在的缺陷是過(guò)高的估計(jì)了濕度在低溫下對(duì)涼爽和舒適狀態(tài)的影響。應(yīng)用最廣并成為ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)5574中舒適指標(biāo)的是新有效溫度ET。ET指標(biāo)被定義為一個(gè)相對(duì)濕度為50的等濕環(huán)境中的當(dāng)量干球溫度。該指標(biāo)只適用于著裝輕薄，活動(dòng)量小，風(fēng)速低的環(huán)境下。 (2)吹風(fēng)感有效吹風(fēng)感或稱有效吹風(fēng)溫度的定義：建議的舒適標(biāo)準(zhǔn)是： v0.35式中：室內(nèi)空氣溫度， 吹風(fēng)的溫度， V吹風(fēng)的速度，m/s（3）PMVPPD指標(biāo) PMVPPD指標(biāo)，是目前世界上廣泛采用的室內(nèi)環(huán)境舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo)，ISO 7730對(duì)PMVPPD指標(biāo)的推薦值為：PPD時(shí) ，1.0，氣流吸

22、收部分余熱達(dá)到室內(nèi)溫度、且能控制工作區(qū)的溫度，且排風(fēng)溫度高于室內(nèi)溫度，經(jīng)濟(jì)性良好。 當(dāng)時(shí) ，1.0，送風(fēng)吸收部分余熱達(dá)到室內(nèi)溫度且能控制工作區(qū)的溫度，而排風(fēng)溫度可以高于室內(nèi)溫度，經(jīng)濟(jì)性好。5.2 異測(cè)下送上回的結(jié)果及分析圖5-4 異測(cè)下送上回Y=2000mm時(shí)的速度矢量圖圖5-5 異測(cè)下送上回Y=2000mm時(shí)的速度分布圖（m/s）圖5-6 異測(cè)下送上回Y=2000mm時(shí)的溫度分布圖圖5.4 是異測(cè)下送上回X-Z截面上Y=2000時(shí)的速度示意圖。從圖上可以看出，在入射風(fēng)口前方呈受限射流的形狀，氣流受到了辦公桌的阻擋，氣流受阻后向房頂方向射流，射流區(qū)流程不斷擴(kuò)大，射流的速度的衰減程度就減慢。人體

23、工作區(qū)處在回流區(qū)，速度分布范圍：0.029m/s0.33m/s,略大于設(shè)計(jì)規(guī)定。但是在圖左邊的辦公桌的人員腳部可能會(huì)感到風(fēng)速較大。人體工作區(qū)域的溫度范圍：295.60K300.28K。符合設(shè)計(jì)規(guī)定，說(shuō)明該氣流組織對(duì)于此房間的溫度調(diào)節(jié)效果很好。從圖中不難看出，在兩個(gè)辦公桌之間的等溫線比較密集，這是因?yàn)?，人體和電腦都是熱源，向外散發(fā)熱量。異側(cè)下送上回的1.0，經(jīng)濟(jì)性好。5.3 上送上回的結(jié)果及分析圖5-7 上送上回Y=2000mm時(shí)的速度矢量圖圖5-8上送上回Y=2000mm時(shí)的速度分布圖圖5-9上送上回Y=2000mm時(shí)的溫度分布圖 由圖5-8所示，空調(diào)房間的氣流在入射風(fēng)口附近的地方呈手半受限射

24、流的形狀，在房間頂層附件形成貼附射流，射流中心的速度不斷衰減，在射流的尾部時(shí)速度為0.56m/s，氣流在人體工作區(qū)形成小漩渦，人體處在回流區(qū)，吹過(guò)人體的風(fēng)速為0.03m/s0.30m/s,滿足設(shè)定的風(fēng)速要求（0.3m/s）。人體工作區(qū)的溫度范圍：298.29K301K。也滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)濟(jì)型評(píng)價(jià)：工作區(qū)的溫度高于排風(fēng)溫度，1.0，投入的能量沒(méi)有得到完全的利用，經(jīng)濟(jì)性較差。5.4 上送下回的結(jié)果及分析圖5-10上送下回Y=2000mm時(shí)的速度矢量圖圖5-11 上送下回Y=2000mm時(shí)的速度分布圖圖5-12上送下回Y=2000mm時(shí)的溫度分布圖 圖5-11所示，上送下回速度的分布圖與上送上回的速

25、度分布圖相似，都是氣流在入射風(fēng)口附近的地方呈貼附射流的形狀，在房間頂層附件形成貼附射流，射流中心的速度不斷衰減，在半受限射流的尾部時(shí)速度為0.38m/s，人體同樣處在回流區(qū)，工作區(qū)速度范圍：0.05m/s0.36m/s，比規(guī)定范圍微大。溫度范圍：298.29K301.36K。在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍內(nèi)。經(jīng)濟(jì)型評(píng)價(jià)：由于工作區(qū)的溫度高于排風(fēng)溫度，1.0，投入的能量沒(méi)有得到完全的利用，經(jīng)濟(jì)性較差。結(jié) 論本文運(yùn)用Fluent對(duì)夏季空調(diào)房間常見(jiàn)的四種氣流組織方式進(jìn)行了模擬及分析，通過(guò)數(shù)值模擬的方法，可以直觀的圖中看出房間內(nèi)每個(gè)點(diǎn)的溫度和風(fēng)速，進(jìn)而可以對(duì)整個(gè)空調(diào)房間內(nèi)溫度分布和速度分布進(jìn)行全面的分析和評(píng)價(jià)。這表明

26、了計(jì)算流體力學(xué)(CFD)軟件FLUENT在暖通空調(diào)領(lǐng)域中的通風(fēng)方案優(yōu)化和預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用是可行的?？照{(diào)房間內(nèi)的空氣的流場(chǎng)取決于送、回風(fēng)口位置和送風(fēng)射流。送/回風(fēng)口設(shè)置在房間內(nèi)的位置不同，空氣的流場(chǎng)就不相同。在Fluent運(yùn)行過(guò)程中，調(diào)整松弛因子能使計(jì)算殘差圖收斂得更好。側(cè)送側(cè)回是送風(fēng)口以貼附射流形式進(jìn)行送風(fēng)，射流有足夠的射程能夠送到對(duì)面墻上，工作區(qū)處在回流區(qū)，氣流在整個(gè)房間截面內(nèi)形成一個(gè)大的回旋氣流，房間內(nèi)的有害氣體可以隨著氣流的擠壓流動(dòng)由回風(fēng)口排出。由于送風(fēng)射流在到達(dá)工作區(qū)之前，已與房間空氣進(jìn)行了比較充分的混合，速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)都趨與均勻和穩(wěn)定。異側(cè)下送上回方式本是一個(gè)倒置的貼附射流，但由于本文

27、的模型設(shè)計(jì)，使得它成為了一個(gè)半受限射流，氣流由送風(fēng)口進(jìn)人房間后，由于桌子的阻擋，氣流向上運(yùn)動(dòng)。但是經(jīng)過(guò)模擬分析，發(fā)現(xiàn)這種氣流組織形式能夠有效的清除余熱，使得工作區(qū)的溫度和速度都能滿足設(shè)計(jì)要求。上送上回方式就是典型的貼附射流形式，氣流進(jìn)人房間后，開(kāi)始擴(kuò)散，由于重力的影響，有部分氣流向下擴(kuò)散進(jìn)人工作區(qū)。由于氣流不是直接吹過(guò)工作區(qū)，工作區(qū)風(fēng)速較低，室內(nèi)人員無(wú)吹風(fēng)感，而且工作區(qū)的溫度和速度較為穩(wěn)定。對(duì)于那些由于各種原因不能在房間下部布置風(fēng)口的場(chǎng)合是相當(dāng)適合的。 上送下回也是貼附射流形式，送風(fēng)氣流不直接進(jìn)入工作區(qū), 有較長(zhǎng)與室內(nèi)空氣混摻的距離, 能夠形成均勻的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)。綜合以上的模擬和分析，我認(rèn)為對(duì)于辦公室等類似的空調(diào)房間，以上的四種氣流組織都比較適合的。但是側(cè)送側(cè)回和上送上回的氣流組織形式更優(yōu)。 參 考 文 獻(xiàn)1魏潤(rùn)柏通風(fēng)工程空氣流動(dòng)理論北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，19812周力行湍流兩相流動(dòng)與燃燒的數(shù)值模擬北京：清華大學(xué)出版社，19913巨永平，馬九賢氣流運(yùn)動(dòng)及其與熱舒適關(guān)系研究的進(jìn)展與評(píng)述.暖通空調(diào)，1999(4):27304王海英，連之偉等下送風(fēng)氣流組織影響因素的實(shí)驗(yàn)研究暖通空調(diào)，2002，32(5)：2022