孫子玉+朱培根

摘要：采用CFD技術(shù)對(duì)緊縮場(chǎng)暗室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了模擬分析，結(jié)果表明：采用12送12回的送回風(fēng)口布置方式最佳，該設(shè)計(jì)改變了暗室內(nèi)空氣氣流分布形式，使暗室內(nèi)空間的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)分布更加均勻合理，滿足了該工程特殊的通風(fēng)空調(diào)技術(shù)要求，該研究在實(shí)際工程應(yīng)用中具有重要意義。

關(guān)鍵詞：CFD技術(shù)；緊縮場(chǎng)暗室；模擬優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TU71

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16749944（2017）22014804

1 引言

在高大空間的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)有一定的缺點(diǎn)和局限性，不能準(zhǔn)確地確定高大空間內(nèi)空氣的速度、溫度、濕度和有害氣體濃度等具體情況。筆者采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）和數(shù)值傳熱學(xué)（NHT）技術(shù)，對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的實(shí)施效果進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)，以找出先進(jìn)、適宜的通風(fēng)空調(diào)技術(shù)方案。

2 項(xiàng)目概況

緊縮場(chǎng)暗室主體尺寸為34 m×17 m×17 m（長(zhǎng)×寬×高），側(cè)墻及頂棚吸波材料高度為900 mm，暗室內(nèi)反射面區(qū)域溫度要求為22.5±1 ℃，用以驗(yàn)收、鑒定、高精度測(cè)試。RF屏蔽通風(fēng)窗為截止波導(dǎo)形式，波導(dǎo)窗是由許多個(gè)小波導(dǎo)組成的波導(dǎo)束，小波導(dǎo)截面形狀為六角形[1]。在同等插入衰減能力條件下，六角形波導(dǎo)的通道面積大于方形波導(dǎo)，從而增大了通風(fēng)面積，六角波導(dǎo)單孔外接圓直徑3.2 mm。通風(fēng)從吸波隔板與墻面吸波材料間的空隙出入，空隙面積應(yīng)不小于通風(fēng)波導(dǎo)窗的面積；吸波隔板用支架固定在通風(fēng)口四周[2～4]。

3 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案模擬

依照實(shí)際工程需要，考慮到波導(dǎo)窗風(fēng)口流量系數(shù)0.75，波導(dǎo)窗風(fēng)口迎面風(fēng)速為2.5m/s，在多次優(yōu)化方案的基礎(chǔ)上，采用12送12回的方式，回風(fēng)口均采用隱蔽布置[5]。

3.1 夏季

送風(fēng)量：風(fēng)口尺寸600 mm×600 mm的波導(dǎo)窗，有效流量系數(shù)為0.75，波導(dǎo)窗風(fēng)口迎面風(fēng)速為2.5 m/s，波導(dǎo)窗風(fēng)口過流風(fēng)速為3.3 m/s，空調(diào)總送風(fēng)量為[6]：

夏季室內(nèi)Z軸剖面溫度分布如圖3，由圖3知其空間溫度分布在22.5±1.0 ℃之間，滿足通風(fēng)空調(diào)技術(shù)要求。

夏季空調(diào)速度場(chǎng)模擬結(jié)果如圖4，反射面區(qū)域速度分布在0.2～0.5 m/s之間，其他空間無死區(qū)現(xiàn)象，符合工程使用要求。

夏季室內(nèi)Y軸剖面速度分布如圖5，由圖5可見，反射面區(qū)域速度分布在0.2～0.5 m/s之間，其他空間無死區(qū)現(xiàn)象，符合工程使用要求。

夏季室內(nèi)Z軸剖面速度分布如圖6，由圖6可見，反射面區(qū)域速度分布在0.2～0.5 m/s之間，其他空間無死區(qū)現(xiàn)象，符合工程使用要求。

3.2 冬季

冬季送風(fēng)溫度：t冬送=tN+Q冬/（LρC）=24.3（℃）

該方案冬季室內(nèi)溫度場(chǎng)模擬結(jié)果如圖7，由圖7可知，反射板及支架區(qū)溫度分布在22.5±0.5 ℃之間，符合技術(shù)要求。

冬季室內(nèi)Y軸剖面溫度分布如圖8，由圖8知其空間溫度分布在22.5±1.0 ℃之內(nèi)，滿足通風(fēng)空調(diào)技術(shù)要求。

冬季室內(nèi)Z軸剖面溫度分布如圖9，由圖9知其空間溫度分布在22.5±1.0 ℃之內(nèi)，滿足通風(fēng)空調(diào)技術(shù)要求。

冬季空調(diào)區(qū)域速度場(chǎng)模擬結(jié)果如圖10，反射板區(qū)域內(nèi)速度分布在0.2～0.5 m/s之間，其他區(qū)域無死區(qū)現(xiàn)象，滿足該工程使用要求。

冬季室內(nèi)Y軸剖面速度分布如圖11，反射板區(qū)域內(nèi)速度分布在0.2～0.5 m/s之間，其他區(qū)域無死區(qū)現(xiàn)象，滿足該工程使用要求。

冬季室內(nèi)Z軸剖面速度分布如圖12，反射板區(qū)域內(nèi)速度分布在0.2～0.5 m/s之間，其他區(qū)域無死區(qū)現(xiàn)象，滿足該工程使用要求。

4 分析與評(píng)價(jià)

通過對(duì)不同方案進(jìn)行模擬對(duì)比，不同方案存在著回風(fēng)困難，回風(fēng)所需的壓力大，反射板周圍風(fēng)速大，容易對(duì)反射板熱穩(wěn)定性造成影響；不能同時(shí)滿足各項(xiàng)要求，本方案所采取的方案既滿足溫度場(chǎng)與速度場(chǎng)的要求，同時(shí)其風(fēng)口的安裝位置對(duì)測(cè)試所造成的影響最小。

本方案所采用的是12送12回的送回風(fēng)口布置方式，通過對(duì)該方案的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的三維CFD模擬可以知道，該方案冬夏季反射面區(qū)域溫度分布在22.5±0.5 ℃之間，速度分布在0.2～0.5 m/s之間，整個(gè)暗室內(nèi)無空調(diào)死區(qū)，符合該工程的技術(shù)要求。該方案由12個(gè)回風(fēng)口均采用隱蔽布置，改變了暗室內(nèi)空氣氣流分布形式，使暗室內(nèi)空間的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)分布更加均勻合理，大大減少了對(duì)測(cè)試的影響，滿足了該工程特殊的通風(fēng)空調(diào)技術(shù)要求。

5 結(jié)語

在多次模擬的基礎(chǔ)上，提出了采用12送12回的方式，波導(dǎo)窗風(fēng)口迎面風(fēng)速采用2.5 m/s，波導(dǎo)窗風(fēng)口流量系數(shù)0.75，此時(shí)波導(dǎo)窗風(fēng)口過流速度為3.3 m/s，回風(fēng)口均采用隱蔽布置，即其中6個(gè)回風(fēng)口布置在反射面背面，另外6個(gè)回風(fēng)口布置在小室內(nèi)，減少了風(fēng)口對(duì)反射面的影響。經(jīng)三維CFD模擬，暗室內(nèi)溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)均滿足使用要求。

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Abstract： CFD technology is used to simulate the design of the ventilation and air conditioning system of the retrenchment room in this paper. The results showed thatthe returns air outlet of 12 to 12 is best.The design changed the air flow distribution in the darkroom. The temperature field and velocity field in the space are distributed more evenly and reasonably， which meets the technical requirements of special ventilation and air conditioning in this project.The research is of great significance in practical engineering application.

Key words： CFD technology；retrenchment room； simulation optimizationendprint