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側(cè)墻上置送風(fēng)口置換通風(fēng)流場及通風(fēng)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(xué)		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年07月27日
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上一篇：儲糧保水通風(fēng)技術(shù)

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煤氣與熱力
GAS ＆ HEAT
Vol_33 No．12
Dec．20l3
風(fēng)口置換通風(fēng)流場及通風(fēng)效果評價
林楊 ， 王麗文 ， 呂 建
巳津城建大學(xué)能源與安全工程學(xué)院，天津300384；2．天津大學(xué)
建筑設(shè)計研究院，天津300073)
}設(shè)置側(cè)墻上置送風(fēng)口置換通風(fēng)系統(tǒng)的房間，采用CFD軟件對室內(nèi)空氣速度場、
浪據(jù)模擬結(jié)果，分析貼附射流、沖擊射流的發(fā)展過程，評價側(cè)墻上置送風(fēng)口置換
果。
通風(fēng)； 側(cè)墻上置送風(fēng)口； 貼附射流； 沖擊射流； 通風(fēng)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(shù)。
內(nèi)熱源(人員、設(shè)備等)產(chǎn)生
：內(nèi)空氣熱力分層的通風(fēng)方
系統(tǒng)往往采取下置送風(fēng)口的
占用了室內(nèi)下部的有效空
瑩以布置。為了解決傳統(tǒng)置
們提出將送風(fēng)口上置，形成
嗵風(fēng)系統(tǒng) 。 。本文對側(cè)墻
場進行模擬，并評價通風(fēng)效
型
圖1，房間的長×寬×高為
5 13。房間圍護結(jié)構(gòu)視為絕
熱，送風(fēng)裝置安裝于側(cè)墻上部，送風(fēng)口高度為2．2
m?；仫L(fēng)口位置見圖1，尺寸為0．4 m ×0．4 m。模
型房間內(nèi)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(fēng)口一側(cè)的墻邊，人體和計算
機的發(fā)熱量分別為100 W／人、300 w／臺。將房問內(nèi)
的人體、計算機、桌子等分別簡化成規(guī)格不同的立方
體，簡化后房間內(nèi)物體具體數(shù)量及尺寸見表1。
圖1 房間的物理模型
表1 簡化后房間內(nèi)物體具體數(shù)量及尺寸
物體 數(shù)量 尺寸
送風(fēng)口 l 1．25 irl×0．2O m×0．2O m
回風(fēng)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(cè)墻上置送風(fēng)口置換通風(fēng)流場及通風(fēng)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(nèi)速度
場、溫度場，根據(jù)模擬結(jié)果分析貼附射流、沖擊射流
的發(fā)展過程，并評價側(cè)墻上置送風(fēng)口置換通風(fēng)系統(tǒng)
的通風(fēng)效果。房間供冷負荷指標為48 w／m 。室內(nèi)
的送風(fēng)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(fēng)溫度295 K、送風(fēng)
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(shù)據(jù)，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(qū)的
測點，我們選取測點3作為人體工作區(qū)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(jù)，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(shù)值模擬結(jié)果與分析
2．1 設(shè)定
設(shè)定房間圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)壁之間無輻射換熱。房間
內(nèi)氣流為不可壓縮的牛頓流體。根據(jù)Boussinesq假
設(shè)，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(jié)果與分析
① 貼附射流、沖擊射流發(fā)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(xiàn)先增大后
減小的變化趨勢。這種變化是貼附射流在發(fā)展的過
程中，受豎向慣性力和豎向浮升力共同作用的結(jié)果。
由于送風(fēng)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(fā)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(xiàn)在高度1．0
m左右。這提示我們不能將送風(fēng)口的安裝高度無限
制提高，應(yīng)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(nèi)空氣沿豎向分為上部湍流混
合區(qū)，下部層流清潔區(qū))以下，以盡量減小送風(fēng)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(zhuǎn)化為沖擊射流的
一段區(qū)域內(nèi)，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(zhuǎn)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(qū)域內(nèi)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(qū)域。在 =1．3 m處，流速小于0．15 rn／s，
人體不會感到有吹風(fēng)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(fēng)效果
對通風(fēng)效果的影響，從本質(zhì)上可認為是對室內(nèi)
空氣豎向熱力分層的影響，下部層流清潔區(qū)豎向溫
度梯度越小，上部湍流混合區(qū)豎向溫度梯度越大，通
風(fēng)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(nèi)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(nèi)溫度緩
慢升高，在0．2～1．5 111高度范圍內(nèi)溫度出現(xiàn)波動，
這一高度區(qū)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(qū)域也存在熱力分層。
這是由于送風(fēng)口適當?shù)陌惭b高度使得送風(fēng)氣流最大
流速出現(xiàn)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(fēng)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(fēng)感。因此，側(cè)墻上置送風(fēng)口置
換通風(fēng)方式與傳統(tǒng)置換通風(fēng)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(nèi)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(xiàn)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(jié)論
對于側(cè)墻上置送風(fēng)口的置換通風(fēng)系統(tǒng)，由貼附
射流與沖擊射流形成的組合射流在室內(nèi)能形成很好
· A 24 ·
∽” ∽ ”
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Vc34rw．watergasheat．corn 林楊，等：側(cè)墻上置送風(fēng)口置換通風(fēng)流場及通風(fēng)效果評價 第33卷第l2期
的熱力分層，符合置換通風(fēng)要求，通風(fēng)效果良好。
參考文獻：
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模擬[J]．煤氣與熱力，2006，26(11)：60—63．
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2005：56 —73．
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174．
[6] 張旺達．豎壁貼附射流及其空氣池現(xiàn)象的預(yù)測與可視
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Thermal and Fluid Science，2007(31)：1061—1072．
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力分層高度影響的分析[J]．建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，
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(nèi)蒙古焦 煤氣制LNG項目試產(chǎn)成功
內(nèi)蒙古1．2×10 m ／a焦爐煤氣制LNG項目
日前全流程試產(chǎn)成功，這標志著焦爐煤氣制LNG技
術(shù)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(xué)院理化技術(shù)
研究所提供混合制冷劑制冷工藝包設(shè)計及技術(shù)服
務(wù)。該焦化園區(qū)總規(guī)劃建設(shè)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(chǎn)的是該園區(qū)一期項
目，年產(chǎn)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(jīng)壓縮、預(yù)處理、精脫硫后進入
甲烷化工序，CO、CO，和H，經(jīng)甲烷化反應(yīng)生成
CH ，反應(yīng)熱通過副產(chǎn)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(jīng)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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