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        氣流組織對室內(nèi)溫度效率的影響研究

        2017-09-05 19:29:46肖利濤
        智富時代 2017年7期
        關(guān)鍵詞:氣流組織

        肖利濤

        【摘 要】利用計算機軟件Airpak進行了室內(nèi)氣流組織的數(shù)值模擬計算,分析了圓形布風(fēng)器、方形散流器、圓形散流器、方形布風(fēng)器以及方形帶孔布風(fēng)器五種不同送風(fēng)口形式所形成的氣流組織對艙室內(nèi)的熱舒適性的影響。結(jié)果表明:綜合考慮各種不同送風(fēng)口形式對熱舒適性的影響,對于低矮空間來說,使用布風(fēng)器作為送風(fēng)口不僅能達到熱舒適性的要求,而且溫度效率較散流器高。

        【關(guān)鍵詞】氣流組織;熱舒適性;Airpak數(shù)值模擬

        引言:

        利用Airpak軟件對圓形布風(fēng)器、方形散流器、圓形散流器、方形布風(fēng)器以及方形帶孔布風(fēng)器五種不同送風(fēng)口形式進行了物理建模,進而對它們所形成的船舶艙室內(nèi)氣流組織的進行數(shù)值模擬計算,分析所形成的氣流組織對艙室內(nèi)的溫度效率影響。

        一、室內(nèi)氣流組織的模擬研究

        本文以一個長方體辦公艙室[1]的夏季空調(diào)通風(fēng)工況為研究對象。室內(nèi)住有兩名工作人員,照明設(shè)備為兩盞日光燈,艙內(nèi)主要家具是兩個辦公桌和兩個辦公用電腦。室內(nèi)幾何模型的坐標(biāo)原點位于左上角。為了提高模擬速度,節(jié)省計算成本,在仿真過程中將人體和照明以及電腦設(shè)備幾何模型均做了適當(dāng)?shù)暮喕?,根?jù)人的坐姿,將人體簡化為的立方體。

        研究了五種主要送風(fēng)口形式:圓形布風(fēng)器、方形散流器、圓形散流器、方形布風(fēng)器和方形帶孔布風(fēng)器。圓形布風(fēng)器為上下相疊的兩塊風(fēng)板,其中上風(fēng)板是方形的,下風(fēng)板為圓形的,送風(fēng)從側(cè)面間隙部分送出,不垂直送風(fēng);方形布風(fēng)器和圓形布風(fēng)器的建模方式一樣,唯一不同的是方形布風(fēng)器是兩塊方形板上下相疊;而方形帶孔布風(fēng)器與方形布風(fēng)器的不同點就是前者底面送風(fēng)板帶送風(fēng)小孔,側(cè)面用小方塊代替連續(xù)送風(fēng),這三種布風(fēng)器均按照實物尺寸進行建模。對于散流器的建模采取了必要的簡化措施,方形散流器的送風(fēng)方向根據(jù)飄絲實驗[2]得出的結(jié)論定義為與天花板成30°角,圓形散流器的送風(fēng)方向與天花板成45°角[3] 。

        二、溫度效率的對比分析

        Airpak軟件中將室內(nèi)初始溫度設(shè)置為27℃,輻射溫度存在延遲效應(yīng),取為24℃,模擬夏季工況。送風(fēng)溫度設(shè)為16℃,送風(fēng)量根據(jù)面積熱指標(biāo)法取為288m3/h。

        溫度效率又稱為余熱排除效率,反映的是室內(nèi)的溫度梯度,即室內(nèi)的熱力分布特性,可以用來考察氣流組織形式的能量利用有效性。通過數(shù)值模擬結(jié)果并計算可以得出溫度效率的值,圓形布風(fēng)器/方形散流器/圓形散流器/方形布風(fēng)器和方形帶孔布風(fēng)器的溫度效率分別為1.02、1.02、0.98、1.05和1.05。

        對于溫度效率值,五種送風(fēng)口形式均沒有太大區(qū)別,全部在1值左右上下浮動,其中方形布風(fēng)器和方形帶孔布風(fēng)器所得溫度效率值最高為1.05,最低的圓形布風(fēng)器也有0.98。

        三、PMV值的對比分析

        由于工作人員坐著工作呼吸區(qū)域所在的平面是y=1.1m截面,所以以這個高度的平面來進行分析PMV值,主要考察圓形布風(fēng)器(圖一)和圓形散流器(圖二)。

        在工作區(qū)域內(nèi),PMV平均值分別為:圓形布風(fēng)器0.357、方形散流器0.298、圓形散流器0.523、方形布風(fēng)器0.393、方形帶孔布風(fēng)器0.228。

        四、結(jié)論

        當(dāng)考慮PMV值的時候,此次模擬的五種送風(fēng)口形式的工作區(qū)內(nèi)PMV平均值從大到小排列為:圓形散流器、方形布風(fēng)器、圓形布風(fēng)器、方形散流器和方形帶孔布風(fēng)器,但值得指出的是,五種風(fēng)口形式均能得到較理想的熱舒適性。

        當(dāng)考慮溫度系數(shù)時,則布風(fēng)器的能源利用效率要優(yōu)于散流器,相同熱負荷下,布風(fēng)器所需送風(fēng)量略低于散流器。

        【參考文獻】

        [1]俞國華,變風(fēng)量空調(diào)室內(nèi)氣流組織的數(shù)值模擬[D].西安建筑科技大學(xué)碩士.2004:1-10頁.

        [2]程冬梅,船舶居住艙室氣流組織數(shù)值仿真研究[D].哈爾濱工程大學(xué),2007.

        [3]傅斌,李曉冬. 對方形散流器送風(fēng)口的數(shù)值描述方法及應(yīng)用[J]. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2004-04.endprint

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