应用数值模拟研究室内空气污染控制

摘要

随着我国国民经济的持续发展，生活水平有了极大提高，特别在经济较发达的地区，居住条件大为改善,生活方式也有较大改变，室内污染也相应地发生了变化，新型合成材料在居室装修中大量应用，化学等污染已引人注目，其中由于建材和建筑装修引发的健康问题对百姓生活造成了严重负面影响。很多室内空气污染物长期作用于人体，可造成机体出现一系列的临床症状和体征。
　　 本文针对目前住宅室内空气质量差，污染物浓度严重超标的问题，分析了污染物的来源、组成及危害，提出利用新风换气系统改善室内空气品质，并介绍了该系统的特点及工作原理，对该系统的能量回收作了简要介绍。利用CFD(computational fluid dynamics)对设有新风换气机和无机械通风两种条件下，室内的速度场、温度场、污染物浓度场等进行模拟比较，指出该系统在降低室内污染物浓度，提高室内空气品质方面具有较明显的优势。
　　 本文利用FLUENT软件，以计算流体力学和传热学为理论基础，建立了房间上送侧回以及无机械通风两种条件下的物理及数学模型，应用计算流体力学的理论和方法模拟冬季住宅室内通风气流流动，在对物理模型和数学模型进行理论分析和假设的基础上，运用两方程模型与SIMPLE算法对室内气流组织进行了三维数值模拟。建立组分浓度的控制方程，模拟稳态条件下室内污染物浓度的变化。根据模拟结果，分析室内气流的速度场、温度场以及污染物浓度场分布情况，并对两种条件下的模拟结果进行比较，指出新风换气系统对改善室内污染物浓度的分布具有显著影响。通过数值模拟的结果表明：新风换气系统在改善室内空气品质领域将会得到广泛应用。