方形空间通风换热的气流组织性能数值分析

摘要

目的研究载人航天器舱内的气流组织性能 ,分析斜进风通风方式下舱内的通风换热 ,为通风换热的设计提供依据。方法由物理模型 ,引入合理假设 ,建立描述舱内流动和传热的数学模型 ,采用交错网格的SIMPLE算法 ,从进风角度、换热性能、温度、速度的均匀性及环境的舒适性等方面综合分析该通风方式的特点。结果斜进风方式不存在明显的短路问题 ,换热能力较好 ;舱内工作区速度、温度的均匀性和舒适性提高 ;投入能量得到了较好的利用 ;两侧壁换热虽失去对称性 ,但其换热能力并没有迥然差别 ;进风角度小于 45°时温度场、速度场的均匀性比进风角度大于 45°时要好一些 ,但由于V ·△T的值保持在一定水平 ,此时的换热能力与进风角度大于 45°时相比变化不大。结论二维斜进风通风方式气流组织性能较好 ,但流动的可控性较差 ;可以适当地设计通风方式和角度 ,增加流动的可控性 ,并使换热和均匀性同时优化 ;空间站载人舱可采用角度变动范围在 1 5°～ 75°之间的风向可调式小开口斜进风方式。