方形吸顶散流器平送风等温射流特性研究

论文摘要

空调末端风口及其射流特性是影响室内气流分布和空调系统效果的重要因素。国内厂家从上世纪七十年代末开始生产定型空气末端至今，风口的种类、数量、材质等方面日趋丰富，设计和生产有了很大的提高，但也带来了问题：不同的风口类型，其射流规律和特性不同，相关资料中针对单个类型或新型送风口的射流资料没有或叙述不够充分，使得暖通工程师在设计或施工过程中显得无据可依。基于此，本课题根据相关标准和产品样本资料，设计能满足大多数风口实验需求的空气分布器性能实验室，以获得风口的射流特性等数据。论文同时以方形吸顶散流器作为研究对象，建立其等温平送风射流数学模型，以求解射程等相关参数，并通过实验测试4种规格方形吸顶散流器送风射流特性和包络面等，获得相关射流特性数据，以验证数学模型，研究其射流规律。论文最后进一步利用数学模型对射流特性进行了理论计算及分析。课题设计的实验室由送风系统和测试系统组成。送风系统满足顶送风、侧送风和地板送风的送风需求，送风系统设计风量为0~4000m3/h，满足大部分风口的实验要求。测试系统包括系统流量测试装置和射流微风速测试装置。流量测试装置采用均速管流量计，微风速测量装置采用万向风速仪探头和安捷伦数据采集仪。论文对测试装置进行了标定实验及误差分析，误差分析得到风量测量总相对误差为±4.12%，微风速测量总误差为±0.092m/s，满足实验测试要求。课题根据吸顶散流器运动机理建立了吸顶散流器平送风数学模型。实验获得结果与数学模型计算结果吻合，由模型计算冲击点距离与实验值最大误差为0.10m；计算射程值与实验值最大误差为3.10%，而常用的经验式计算所得最大误差为9.17%，与经验式相比，数学模型计算的精度更高。应用数学模型计算并分析可得，方形吸顶散流器射程主要受喉部风速和喉部尺寸的影响，射流轴心轨迹主要受安装距离的影响。论文利用所建空气分布器实验室对方形吸顶散流器送风射流特性进行了实验研究。实验结果表明：方形吸顶散流器出风射流截面由扁平逐渐变为半圆形，经历一段空气的卷吸，射流截面又逐渐变为扁平。方形吸顶散流器射流扩散宽度和下降距均随喉部风速的增大近似线性增大，喉部尺寸越大其扩散宽度和下降距亦越大。在实验工况内射流的最大下降距为0.87m，表明气流在顶棚形成良好的贴附射流。实验所研究的4种方形吸顶散流器轴心速度无量纲值能近似地用同一个表达式描述，各实验点均在系数a取值为1.16、1.94所计算的曲线范围内。方形吸顶散流器不同风速下的风口平均阻力系数与喉部尺寸呈良好的线性关系。论文研究成果完善了方形吸顶散流器射流理论和射流数据资料，为进一步研究吸顶散流器非等温射流理论研究提供了理论基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1.1 课题的提出
• §1.2 送风口等温射流研究现状
• §1.3 散流器特性及其环境实验研究现状
• §1.3.1 国内研究现状
• §1.3.2 国外研究现状
• §1.4 研究目的与内容
• 第二章 吸顶散流器平送风射流数学模型建立
• §2.1 射流基本理论
• §2.1.1 径向自由紊动射流
• §2.1.2 贴附射流
• §2.1.3 冲击射流
• §2.1.4 工程常用计算式
• §2.2 吸顶散流器平送风数学模型建立及分析
• §2.2.1 吸顶散流器送风的特点
• §2.2.2 吸顶散流器平送风射流运动机理分析
• §2.2.3 吸顶散流器平送风数学模型建立
• §2.2.4 吸顶散流器平送风数学模型分析
• §2.3 小结
• 第三章 空气分布器性能实验室设计及参数测量
• §3.1 空气分布器实验室设计依据
• §3.1.1 设计依据标准介绍
• §3.1.2 空气分布器实验室设计要求
• §3.2 空气分布器性能实验室送风系统设计
• §3.2.1 空气分布器性能实验室设计方案
• §3.2.2 实验室送风系统设计
• §3.3 空气分布器性能实验室测量系统设计
• §3.3.1 系统风量测量装置设计
• §3.3.2 系统风量测量装置性能实验
• §3.3.3 射流微风速测量装置设计
• §3.3.4 射流微风速测量装置性能实验
• §3.4 实验室参数测量的误差分析
• §3.4.1 间接误差传递理论
• §3.4.2 系统风量测量误差分析
• §3.4.3 射流微风速测量误差分析
• §3.5 小结
• 第四章 吸顶散流器平送风数学模型验证及射流特性研究
• §4.1 实验方案设计
• §4.1.1 实验对象和目的
• §4.1.2 实验内容和工况
• §4.1.3 实验测点布置及测试方法
• §4.2 方形吸顶散流器辅助段性能实验及数学模型验证
• §4.2.1 辅助段性能实验结果及分析
• §4.2.2 方形吸顶散流器送风气流数学模型验证实验结果及分析
• §4.3 方形吸顶散流器送风气流特性实验及分析
• §4.3.1 方形吸顶散流器射流边界特性实验结果及分析
• §4.3.2 方形吸顶散流器轴心速度特性实验结果及分析
• §4.3.3 方形吸顶散流器动力特性实验结果及分析
• §4.4 方形吸顶散流器平送风气流模型应用及特性研究
• §4.4.1 不同参数下方形吸顶散流器射程特性计算及分析
• §4.4.2 不同参数下方形吸顶散流器射流轴心轨迹计算及分析
• §4.5 小结
• 第五章 结论与展望
• §5.1 结论
• §5.2 有待继续研究的内容
• 参考文献
• 附件
• 在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果
• 致谢