亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        抽油煙機新風(fēng)系統(tǒng)對住宅廚房空氣品質(zhì)的影響

        2020-01-09 00:55:14何海濤陳振雷呂孝魯
        關(guān)鍵詞:油煙換氣室內(nèi)空氣

        何海濤, 陳振雷, 呂孝魯, 石 凡

        抽油煙機新風(fēng)系統(tǒng)對住宅廚房空氣品質(zhì)的影響

        何海濤, 陳振雷*, 呂孝魯, 石 凡

        (寧波大學(xué) 海運學(xué)院, 浙江 寧波 315823)

        采用仿真與測試相結(jié)合的方法定量分析了室內(nèi)抽油煙機某新風(fēng)系統(tǒng)對廚房空氣品質(zhì)的影響, 總結(jié)建立了以空氣齡、換氣效率為依據(jù)的廚房空氣品質(zhì)評價方法. 結(jié)果表明, 在開啟該新風(fēng)系統(tǒng)的廚房環(huán)境中, 室內(nèi)平均空氣齡為94.7s, 換氣效率為82.4%, 平均空氣齡比新風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉時低79.8%, 空氣質(zhì)量由新風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉時的中度污染改善至清新. 此仿真分析流程可為深入研究廚房室內(nèi)空氣品質(zhì)、定量評估新風(fēng)系統(tǒng)提供指導(dǎo).

        新風(fēng)系統(tǒng); 空氣品質(zhì); 空氣齡; 換氣效率; 定量評估

        室內(nèi)空氣環(huán)境的好壞與人們的身體健康有著直接和極為密切的關(guān)系, 清新的廚房空氣品質(zhì)是室內(nèi)環(huán)境健康舒適的重要組成部分[1]. 如何定性定量地確定抽油煙機新風(fēng)系統(tǒng)對廚房環(huán)境的影響, 已成為評價廚房空氣品質(zhì)的關(guān)鍵問題之一.

        Zhang等[2]采用試驗方法研究了住宅廚房內(nèi)油煙顆粒物隨著室外進(jìn)風(fēng)速度增加的傳播規(guī)律, 以及對室內(nèi)空氣環(huán)境造成的影響. Yu等[3]研究了室內(nèi)污染物的組成、物理和化學(xué)特性對室內(nèi)空氣質(zhì)量的影響. Zhou等[4]利用空氣幕增強了抽油煙機控?zé)熜Ч? 降低了污染物濃度, 從而判斷廚房的空氣質(zhì)量得到了提高, 但是這種評價方法難以全面合理地評價廚房抽煙煙機等設(shè)備對空氣品質(zhì)的綜合影響. 沈晉明[5]則依據(jù)各種室內(nèi)污染物濃度實測值與標(biāo)準(zhǔn)值所計算出的綜合指數(shù)來劃分室內(nèi)的空氣品質(zhì)等級.

        用空氣齡去評估室內(nèi)空氣品質(zhì)的優(yōu)劣是一種較新的方法. 李先庭等[6]提出可采用空氣齡評價室內(nèi)空氣品質(zhì). Debnath等[7]通過改進(jìn)印度農(nóng)村廚房建筑參數(shù), 來獲得較低的室內(nèi)空氣齡, 但缺少對室內(nèi)空氣質(zhì)量具體的定量分析. Ning等[8]采用CFD方法對5種不同工況下的室內(nèi)空氣流場、空氣齡分布等進(jìn)行了數(shù)值研究, 計算結(jié)果沒有得到具體的試驗驗證.

        上述研究主要集中在室內(nèi)油煙濃度或空氣齡分布等方面, 缺乏對廚房室內(nèi)空氣品質(zhì)定量評價的有效手段.

        筆者在某試驗廚房CFD流場的基礎(chǔ)上, 采用空氣齡輸運方程、換氣效率對抽油煙機新風(fēng)系統(tǒng)作用下的廚房空氣品質(zhì)進(jìn)行定量評估分析.

        1 抽油煙機的新風(fēng)系統(tǒng)

        抽油煙機發(fā)展到現(xiàn)在, 其任務(wù)已不僅限于排除室內(nèi)的油煙, 而向著更高層面的創(chuàng)造室內(nèi)舒適環(huán)境, 提高室內(nèi)空氣品質(zhì)和節(jié)約能源的方向發(fā)展.

        本文研究的抽油煙機新風(fēng)系統(tǒng)指的是位于擋煙板上方的一對上下新風(fēng)口(圖1), 新風(fēng)來自于室內(nèi)風(fēng)道. 2個新風(fēng)口設(shè)計的主要目的是區(qū)分工作區(qū)通風(fēng)和冷卻室內(nèi)上部[9]. 下新風(fēng)口低速送風(fēng)主要用于工作區(qū)通風(fēng), 新鮮空氣直接送入工作區(qū), 從而有效地提高工作區(qū)空氣品質(zhì), 并起到了對排風(fēng)口的補風(fēng)作用, 防止排風(fēng)口處的油煙外溢. 上新風(fēng)口出風(fēng), 不僅可以冷卻室內(nèi)上部環(huán)境, 還可以避免廚房空間內(nèi)產(chǎn)生梯度較大的溫度分層現(xiàn)象[9]. 因為如果只有下新風(fēng)口送風(fēng), 會造成廚房上部形成混合氣流區(qū), 導(dǎo)致氣流流動不暢[10-11], 使廚房內(nèi)工作人員因周圍溫度和油煙濃度突變感到身體不適.

        圖1 抽油煙機的新風(fēng)系統(tǒng)

        2 廚房內(nèi)部環(huán)境的計算模型

        2.1 含有新風(fēng)系統(tǒng)的廚房幾何模型

        根據(jù)某住宅廚房的實際建筑尺寸與室內(nèi)廚具設(shè)備的分布情況, 在三維建模軟件UG中建立如圖2所示的幾何模型. 本文主要研究對象為側(cè)吸式抽油煙機[12], 其空間結(jié)構(gòu)模型如圖2. 該廚房的幾何尺寸為4.2m×2.4m×2.6m, 內(nèi)部空氣體積為20.761 m3. 操作臺寬0.6m, 高0.84m, L型布置; 燃?xì)庠? 內(nèi)嵌式, 為雙眼灶, 單個直徑0.3m; 鍋: 簡化為柱體, 底面直徑0.3m, 高0.15m.

        圖2 試驗廚房三維幾何模型

        2.2 網(wǎng)格模型

        本文對廚房室內(nèi)空間全部采用四面體網(wǎng)格, 為使數(shù)值模擬的計算求解更加合理, 網(wǎng)格劃分如下: 網(wǎng)格最大尺寸為85mm, 最小尺寸為3mm; 在新風(fēng)口和熱源等局部溫度梯度、速度梯度大的地方, 網(wǎng)格劃分時進(jìn)行局部細(xì)化加密; 劃分得網(wǎng)格數(shù)為69.3萬個. 試驗廚房網(wǎng)格模型如圖3和4所示.

        2.3 數(shù)學(xué)模型

        2.3.1流動控制方程

        連續(xù)方程:

        動量方程:

        組分運輸方程:

        2.3.2空氣齡輸送方程

        為了定量評估廚房內(nèi)的空氣品質(zhì), 本文引用空氣齡概念. 空氣齡是指空氣質(zhì)點從進(jìn)入房間起, 至到達(dá)室內(nèi)某個微小區(qū)域所有空氣質(zhì)點的平均值(圖5).

        文中將空氣齡作為評價廚房空氣品質(zhì)的一個重要指標(biāo). 為了在Fluent中計算空氣齡場, 將自編譯的空氣齡輸送方程導(dǎo)入軟件, 方程如下:

        2.3.3湍流模型

        2.4 邊界條件設(shè)置

        考慮到烹飪產(chǎn)生的油煙中含有水蒸氣[15], 為了能夠最大限度地反映實際情況并簡化計算, 本文采用水蒸氣代替油煙進(jìn)行模擬.

        廚房環(huán)境初始溫度為27℃, 油煙入口采用速度入口邊界條件. 設(shè)定鍋開啟時, 油煙釋放速度為2m·s-1, 產(chǎn)生氣體含100%水蒸氣, 其溫度為70℃. 上下新風(fēng)口也采用速度入口邊界, 出風(fēng)速度均為2.415m·s-1, 新風(fēng)溫度為20℃. 新風(fēng)系統(tǒng)總進(jìn)風(fēng)量為8m3·min-1.

        在1800s的試驗測試中, 油煙鍋會有2次長達(dá)40s的開啟時間, 其余時間均關(guān)閉. 根據(jù)試驗測試的具體步驟, 1號油煙鍋的油煙釋放速度、相對質(zhì)量濃度隨時間變化的規(guī)律如圖6所示. 在56~95s、956~995s的2個時間段內(nèi), 1號油煙鍋開啟. 為評價新風(fēng)系統(tǒng)對廚房空氣質(zhì)量的作用, 測試中采用的上下2個新風(fēng)口在0~900s內(nèi)處于開啟狀態(tài), 而在901~1800s內(nèi)處于關(guān)閉狀態(tài).

        2號鍋無油煙產(chǎn)生, 處于關(guān)閉狀態(tài), 按絕熱條件處理; 油煙機排風(fēng)口采用壓力出口, 考慮到電機性能設(shè)置風(fēng)壓為-360Pa, 在模型中其他壁面默認(rèn)為非滑移邊界條件.

        氣體流動的控制方程組采用壓力基法進(jìn)行離散求解, 對流項采用二階迎風(fēng)格式. 選用SIMPLE算法進(jìn)行速度與壓力的耦合計算.

        3 廚房內(nèi)部空氣品質(zhì)的評價方法

        為創(chuàng)造良好的廚房室內(nèi)環(huán)境, 在住宅廚房規(guī)劃設(shè)計中, 不但要考慮其安全性, 還要考慮舒適性, 而室內(nèi)空氣品質(zhì)對人體舒適性影響較大.

        設(shè)廚房的空間體積為, 新風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)量為, 則廚房換氣一次所需要的時間為/[16]. 考慮到實際廚房人員工作區(qū)約為廚房空間的1/2左右, 故定義室內(nèi)平均理想空氣齡τ為:

        這樣廚房內(nèi)空氣齡為的某點處換氣效率為:

        當(dāng)廚房換氣效率為100%時, 將2.1節(jié)和2.4節(jié)中設(shè)置的、代入式(7)可得本試驗廚房理想空氣齡為78s.

        為了獲得不同“空氣新鮮度”所對應(yīng)的空氣齡, 我們采用先確認(rèn)對應(yīng)的換氣效率. 首先, 置換通風(fēng)的換氣效率最高為67%時[10], 空氣新鮮度為清新; 通常認(rèn)為室內(nèi)換氣效率達(dá)到50%時, 廚房的通風(fēng)換氣效果較好[17-18], 空氣新鮮度適中; 根據(jù)《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》中居住廚房換氣次數(shù)[19], 得出此時中度污染換氣效率為13.04%; 換氣效率的最低標(biāo)準(zhǔn)4.35%是參照J(rèn)GJ 134-2001中居住建筑換氣次數(shù)的最低值[20]. 至此, 由上述各階段換氣效率及理想空氣齡值78s(100%換氣效率), 換算得到如表1所示的本試驗廚房各階段換氣效率相對應(yīng)的空氣齡值.

        表1 廚房空氣品質(zhì)的評價方法

        4 廚房環(huán)境計算模型的標(biāo)定分析

        為了分析本試驗廚房的空氣品質(zhì), 本研究對烹飪時廚房內(nèi)A、B兩測點進(jìn)行時長1800s的油煙濃度監(jiān)測.A測點距離地面188cm, 距離櫥柜后壁77cm, 距離煙機左側(cè)面40cm; B測點距離地面166cm, 距離櫥柜后壁107cm, 距離煙機左側(cè)面28cm. A、B測點具體位置如圖7所示.

        圖7 典型截面與試驗測點的位置

        在處理完的試驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上[21], 進(jìn)行廚房環(huán)境的CFD流場及油煙濃度仿真分析及其與試驗數(shù)據(jù)的標(biāo)定分析. 圖8為仿真計算與試驗測試的油煙濃度對比分析. 由圖可見, 2個測點仿真與試驗曲線的走勢大致相同, 均在100~200s和1100~1200s時間段內(nèi)呈現(xiàn)出峰狀, 且后面的油煙濃度峰值高于前面峰值, 仿真結(jié)果基本上反映出實際廚房室內(nèi)環(huán)境的變化規(guī)律.

        5 新風(fēng)系統(tǒng)對廚房空氣品質(zhì)的定量分析

        從圖9可知, 新風(fēng)開啟時廚房空氣流動性強, 室內(nèi)空氣置換較快. 因此人體前方的空氣齡要比后方低, 尤其是人體臉部空氣齡在80.5~92s. 室內(nèi)空氣齡最高處在遠(yuǎn)離新風(fēng)系統(tǒng)的左端壁櫥, 其值為103.5s. 此時室內(nèi)空氣齡場分布較均勻.

        從圖10可知, 新風(fēng)關(guān)閉時廚房空氣流動性弱, 室內(nèi)空氣置換較慢, 氣體較渾濁. 因此排風(fēng)口附近的空氣齡比其他地方低, 尤其是人體臉部空氣齡在297.7~416.8s. 室內(nèi)空氣齡最高處同樣在遠(yuǎn)離新風(fēng)系統(tǒng)左端壁櫥, 其值為535.9s. 此時室內(nèi)空氣齡場分布不均勻, 人體前方的空氣齡梯度變化較大.

        圖9 新風(fēng)開啟(90 s)

        圖10 新風(fēng)關(guān)閉(990 s)

        此外, 表3列出了2種工況中人體臉部區(qū)域和室內(nèi)區(qū)域的空氣品質(zhì)狀況. 計算結(jié)果表明, 新風(fēng)的開啟使人體臉部平均空氣齡降低了73.5%, 換氣效率增加了2.8倍, 室內(nèi)平均空氣齡降低了79.8%, 室內(nèi)平均換氣效率增加了3.9倍. 空氣新鮮度從新風(fēng)關(guān)閉時的中度污染提升至清新, 量化地體現(xiàn)了新風(fēng)系統(tǒng)的效果.

        表2 人體臉部與室內(nèi)區(qū)域的空氣品質(zhì)對比

        6 結(jié)論

        本文在住宅廚房環(huán)境CFD流場及油煙濃度仿真模擬的基礎(chǔ)上, 定量分析了試驗廚房抽油煙機新風(fēng)系統(tǒng)對室內(nèi)空氣品質(zhì)的影響, 主要結(jié)論如下:

        (1)總結(jié)建立了以空氣齡、換氣效率為依據(jù)的廚房空氣品質(zhì)評價方法.

        (2)定量分析了本試驗廚房新風(fēng)系統(tǒng)對室內(nèi)空氣品質(zhì)的影響. 新風(fēng)開啟后人體臉部平均空氣齡下降至88.4s, 相對于新風(fēng)關(guān)閉狀態(tài)降低了73.5%, 新風(fēng)系統(tǒng)有效地提高了人體臉部區(qū)域的空氣質(zhì)量.

        (3)本文方法能夠準(zhǔn)確有效地評估廚房環(huán)境空氣品質(zhì), 為廚房的不同設(shè)計及設(shè)備優(yōu)化提供方向.

        [1] 劉建龍, 張國強, 陽麗娜. 室內(nèi)空氣品質(zhì)評價方法綜述[J]. 制冷空調(diào)與電力機械, 2004(2):24-32.

        [2] Zhang H, Cheng X, Pan W, et al. Experimental study of relative exposure to particles transmitted from kitchen in an apartment[J]. Procedia Engineering, 2017, 205:3830- 3837.

        [3] Yu B F, Hu Z B, Liu M, et al. Review of research on air-conditioning systems and indoor air quality control for human health[J]. International Journal of Refrigeration, 2009, 32(1):3-20.

        [4] Zhou B, Chen F, Dong Z, et al. Study on pollution control in residential kitchen based on the push-pull ventilation system[J]. Building & Environment, 2016, 107:99-112.

        [5] 沈晉明. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價[J]. 暖通空調(diào), 1997, 27 (4):22-25.

        [6] 李先庭, 江億. 用計算流體動力學(xué)方法求解通風(fēng)房間的空氣年齡[J]. 清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 1998, 38 (5):28-31.

        [7] Debnath R, Bardhan R, Banerjee R. Investigating the age of air in rural Indian kitchens for sustainable built- environment design[J]. Journal of Building Engineering, 2016, 22(7):320-333.

        [8] Ning M, Song M, Chan M, et al. Computational fluid dynamics (CFD) modelling of air flow field, mean age of air and CO2, distributions inside a bedroom with different heights of conditioned air supply outlet[J]. Applied Energy, 2016, 164(1):906-915.

        [9] 于燕玲, 由世俊, 王榮光. 置換通風(fēng)的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J]. 中國建設(shè)信息(供熱制冷???, 2005(6):61-65.

        [10] 周鵬, 李強民. 置換通風(fēng)與冷卻頂板[J]. 暖通空調(diào), 1998, 28(5):1-5.

        [11] 劉曉凡, 袁壽其, 何志霞, 等. 改善飲食業(yè)廚房環(huán)境的新通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用探討[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2009, 32(9): 152-155; 159.

        [12] 高麗穎, 李銳. 家用廚房脫排油煙機的CFD數(shù)值模擬[J]. 建筑節(jié)能, 2011, 39(2):65-67.

        [13] 莊達(dá)民, 袁修干. 空氣齡的數(shù)值解法[J]. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報, 1997, 23(5):565-570.

        [14] 王福軍. 計算流體動力學(xué)分析CFD軟件原理與應(yīng)用[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2004.

        [15] 王剛. 節(jié)能、環(huán)保、舒適家用廚房內(nèi)氣流組織的數(shù)值模擬及實驗研究[D]. 株洲: 湖南工業(yè)大學(xué), 2009.

        [16] 馬仁民. 通風(fēng)的有效性與室內(nèi)空氣品質(zhì)[J]. 暖通空調(diào), 2000, 30(5):20-23.

        [17] 王華平, 范存養(yǎng). 室內(nèi)換氣排污效果的評價指標(biāo)[J]. 暖通空調(diào), 1997, 27(1):29-34.

        [18] 唐振朝, 詹杰民. 室內(nèi)空氣環(huán)境的數(shù)值模擬與通風(fēng)模式的評估[J]. 水動力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯), 2004, 19(增1):904-911.

        [19] 陸耀慶. 實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊[M]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2008.

        [20] JGJ 134-2001. 夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S].

        [21] 王飛, 陳振雷, 石凡. 基于CFD技術(shù)的風(fēng)幕式抽油煙機廚房環(huán)境分析[J]. 寧波大學(xué)學(xué)報(理工版), 2019, 32 (2):42-47.

        The impact of a range hood’s fresh air system on air quality of residential kitchen

        HE Haitao, CHEN Zhenlei*, Lü Xiaolu, SHI Fan

        ( Faculty of Maritime and Transportation, Ningbo University, Ningbo 315823, China )

        The combination of simulation and testing was used to quantitatively analyze the influence of a fresh air system of indoor range hood on kitchen air quality. The evaluation method of kitchen air quality based on air age and air exchange efficiency was established. The results show that the indoor mean air age is 94.7s, the air exchange efficiency is 82.4% in the kitchen environment when the fresh air system is turned on. The indoor mean air age is reduced by 79.8% compared to that of off-status of the fresh air system, and the air quality is improved to fresh from moderate pollution. The simulation analysis can provide guidelines for in-depth study of the kitchen air quality and quantitative assessment of the kitchen’s fresh air system.

        fresh air system; air quality; air age; air exchange efficiency; quantitative assessment

        TK422

        A

        1001-5132(2020)01-0110-06

        2019?04?02.

        寧波大學(xué)學(xué)報(理工版)網(wǎng)址: http://journallg.nbu.edu.cn/

        寧波大學(xué)人才工程項目(421806920).

        何海濤(1993-), 男, 江蘇淮安人, 在讀碩士研究生, 主要研究方向: 流體動力學(xué)性能分析. E-mail: 2741717703@qq.com

        陳振雷(1963-), 男, 浙江寧波人, 博士/教授, 主要研究方向: 高端制造的仿真分析與試驗測試. E-mail: chenzhenlei@nbu.edu.cn

        (責(zé)任編輯 章踐立)

        猜你喜歡
        油煙換氣室內(nèi)空氣
        改善室內(nèi)空氣質(zhì)量及空調(diào)節(jié)能淺析
        一種解決中小型餐館油煙處理難題的油煙分級處理系統(tǒng)設(shè)計
        淺談流行音樂演唱中如何注意換氣點的掌握
        黃河之聲(2019年9期)2019-12-16 13:02:56
        基于ARM的室內(nèi)空氣品質(zhì)監(jiān)測與控制系統(tǒng)
        電子制作(2018年17期)2018-09-28 01:56:42
        基于單片機的室內(nèi)空氣凈化系統(tǒng)
        電子制作(2018年9期)2018-08-04 03:30:52
        烹飪油煙污染與處理技術(shù)探討
        二級抽油煙機排油煙裝置
        基于CD4060 的室內(nèi)換氣系統(tǒng)延時關(guān)機電路設(shè)計
        電子制作(2017年19期)2017-02-02 07:08:48
        清晨別急著開窗
        特別文摘(2016年7期)2016-05-04 05:43:25
        防廚房油煙高招
        中老年健康(2015年4期)2015-05-30 21:12:54
        毛茸茸的女性外淫小视频| 久久精品国产精品亚洲毛片 | 国产精品九九久久一区hh| 少妇高潮太爽了免费网站| 久久精品国产av麻豆五月丁| 日韩中文字幕在线丰满| av免费在线免费观看| 18禁无遮拦无码国产在线播放| 国偷自产av一区二区三区| av熟女一区二区久久| 口爆吞精美臀国产在线| 美女扒开腿露内裤免费看| 永久黄网站色视频免费看| 丁香五香天堂网| 99热这里只有精品69| 无遮高潮国产免费观看韩国| 亚洲一区二区三区精品久久| 国产自拍在线观看视频| 国产综合在线观看| 亚洲男人的天堂网站| 丰满人妻无奈张开双腿av| 日日麻批免费高清视频| 黄桃av无码免费一区二区三区 | 国产成人精品免费久久久久| 天天躁夜夜躁天干天干2020| 亚洲依依成人亚洲社区| 无码成人片一区二区三区| 国产精品一区二区三区女同| 国产女人好紧好爽| 国内精品视频在线播放不卡| 在线视频制服丝袜中文字幕 | 亚洲大胆视频在线观看| 中文字幕 亚洲精品 第1页| 九月婷婷人人澡人人添人人爽| 波多野结衣一区二区三区免费视频| 伊人久久亚洲精品中文字幕| 免费a级毛片18禁网站免费| 少妇人妻200篇白洁| 欧美日韩亚洲国产无线码| 精品人妻一区二区三区视频| 日本又色又爽又黄的a片18禁|