置换通风对室内空气品质影响的数值模拟

论文摘要

置换通风是一种新的通风方式。这种通风方式与传统的混合通风方式相比较,可使室内工作区得到较高的空气品质及通风效率和较好的热舒适性。置换通风以低速在房间下部送风,气流以类似层流的活塞流状态缓慢向上移动,到达一定高度受热源和顶板的影响,产生紊流,形成紊流区,气流出现热力分层现象,置换通风由于能同时解决空调节能和改善室内空气品质两大问题而越来越受到人们的关注。本文建立了一套完整的通风模型,对置换通风空调房间进行几何模型构造和网格划分,并对流场进行数值模拟计算,为下一步工作奠定了理论基础。采用k-ε双方程湍流模型结合壁面函数法对空调室内的流动进行描述,运用有限容积法对控制方程进行离散。利用CFD软件对不同工况下室内压力场、速度场、温度场和CO2浓度场进行模拟计算,分析研究了送风温度、送风速度和送风口位置等因素对室内空气品质的影响,得到并验证了本房间模型的热力分层高度,并对相同送风条件和边界条件下置换通风与混合通风的效果进行对比研究,模拟结果对置换通风室内空气品质的评价及指导空调节能具有重要参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 主要符号说明
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 课题研究方法和主要研究内容
• 1.3.1 课题研究方法
• 1.3.2 课题主要研究内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 置换通风简介
• 2.1 置换通风原理与特点
• 2.2 置换通风温度梯度
• 2.3 送风有效性的描述参数
• 2.3.1 空气龄（Air age）
• 2.3.2 换气效率
• 2.3.3 送风可及性
• 2.4 置换通风的评价指标
• 2.5 置换通风的适用性分析
• 2.6 置换通风适用的冷源
• 2.7 置换通风与混合通风方式的比较
• 2.8 本章小结
• 第3章 置换通风的数学物理模型
• 3.1 物理模型的建立及简化
• 3.2 计算所采用的假设
• 3.3 边界条件类型
• 3.4 数学模型的建立
• 3.5 本章小结
• 第4章 置换通风的数值模拟
• 4.1 计算软件介绍
• 4.2 数值模拟结果及其分析
• 4.2.1 送风速度场的模拟
• 4.2.2 送风温度场的模拟
• 4.2.3 送风压力场的模拟
• 4.2.4 送风污染物浓度场的模拟
• 4.2.5 送风速度对流场影响的模拟
• 4.2.6 送风温度对流场影响的模拟
• 4.2.7 送风口高度对流场影响的模拟
• 4.2.8 置换通风与混合通风的比较
• 4.2.9 房间热力分层高度的确定
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文