碰撞射流通风系统供热效果及节能分析

摘要

在现代社会中，人们在室内工作和学习的时间逐渐增长，因此对室内工作环境的要求也在逐步提高。通风是采用自然或机械方法使室外的空气来置换室内的空气，以改善空气质量的技术。
　　 传统的通风方式有混合通风、置换通风等形式。混合通风是从空调最初引进开始最常用的空调方式，它是顶板的喷口把经过处理的新鲜空气以较大速度送入房间内，带动室内空气与之充分混合，再经过呼吸区，显然这种通风方式空气质量不是很好。置换通风是在二十世纪七十年代被引进的，它的一个独特的特点就是利用了分层，避免了送风和室内空气直接混合，与混合通风相比，室内空气品质得到了改善。但是置换通风有一个很大的缺点就是只能用于房间供冷系统而不能用于供热系统，并且当房间的跨度很大时这种送风方式的使用也受到一定的限制，因此在这种情况下人们提出了碰撞射流通风方式。它具有可以应用在跨度比较大的建筑上的优点，并且它还克服了置换通风不适合供热的缺点，它可以用于送热风，室内空气分布与混合通风相似。
　　 在前人的研究基础上，本文利用FLUENT程序针对碰撞射流通风系统在不同送风工况下用于供热时大空间内的流场、温度场分布进行数值模拟研究，探讨不同送风工况对扩散距离的影响以及室内热舒适性的情况。
　　 研究结果表明，碰撞射流通风供热房间内，送风速度越大，房间内的气流混合越均匀，受到回风口的“抽吸”作用越大，热气流沿地面的扩散距离越远。相同送风速度的情况下，送风高度越低，热气流的扩散距离越远。送风高度、速度对房间内流场和温度场的分布影响较大，送风温差的影响较小。研究可得对碰撞射流通风系统进行供热设计时，送风速度需要大于1.0m/s才能保证房间内的热舒适性。根据本文的结果在进行碰撞射流通风系统设计时，可以根据送风口负责的面积确定热气流所需要扩散距离，从而选择送风口最优的安装高度和出口风速、温差来满足室内热舒适性的要求。

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摘要

主要符号表

第一章 绪论

1.1 选题的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 碰撞射流通风系统供热时的原理

1.4 本文研究内容

第二章 CFD理论基础与数值模型的验证

2.1 CFD的基本思想

2.2 商用FLUENT程序简介

2.3 湍流模型

2.4 CFD基本控制方程

2.5 控制方程的离散

2.6 研究背景的模型化与数值方法的可靠性验证

第三章 送风参数对碰撞射流通风系统供热效果的影响

3.1 物理模型与边界条件

3.2 送风速度对热气流扩散距离和室内热舒适性的影响

3.3 送风温差对热气流扩散距离和室内热舒适性的影响

3.4 本章小结

第四章 送风高度对碰撞射流通风系统供热效果的影响

4.1 数值模拟结果

4.2 送风高度对热气流扩散距离的影响

4.3 送风高度对室内热舒适性的影响

4.4 本章小结

第五章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢