地下车库无风管诱导通风系统的优化研究

论文摘要

相对传统风管通风系统而言,无风管诱导通风系统以其节省空间、提高通风效率和便于维护调节等优点,得到了越来越多的应用。但是在设计方法上,尚缺乏成熟的理论支持,基于这种情况,本文在采用实验确定了正确的数学模型和边界条件的前提下,采用fluent模拟软件,以广泛使用的k-ε紊流模型为基础,选用控制容积法,对方程组进行了离散,用SIMPLE算法求解方程组,对无风管诱导通风系统的速度场和浓度场进行模拟。为了确定正确的数学模型和边界条件,本文针对单台诱导风机的流场进行了实际测试,并在此基础上,按照实验的实际条件建立物理模型,进行数值模拟,通过反复的模拟、模拟结果与实验结果比较、边界条件与数学模型的修正,最终确定出正确的数学模型与边界条件,为后续模拟工作的可靠性奠定基础。鉴于影响诱导通风系统通风效率的因素很多,本文仅针对诱导风机距前后障碍物的距离、不同体积容车率和车位利用系数下诱导风机的横向间距以及主干线布置方式等几个重要影响因素展开研究,通过对模拟出的速度场和浓度场进行分析比较,确定出各影响因素的较佳取值,作为无风管诱导通风系统设计的基础数据,并将这些数据应用于天津市某大型地下车库的无风管诱导通风系统的设计优化,在此基础上,对整个地下车库的CO浓度场进行了数值模拟分析,结果表明优化后的无风管诱导通风系统能够保证整个地下车库呼吸区的CO平均浓度达到规范要求。此外,本文还针对开、关诱导风机两种工况下的通风效果进行对比,比较结果显示开启诱导风机时CO浓度分布比关闭诱导风机时均匀,且通风效率高,真正体现了诱导风机良好的稀释作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.1.1 地下车库通风的必要性
• 1.1.2 传统通风方式及其弊端
• 1.1.3 无风管诱导型通风系统的原理及其与传统通风方式的比较
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本课题的研究意义
• 1.4 研究方法、内容及实施步骤
• 第二章 课题研究的理论基础
• 2.1 气体射流理论
• 2.1.1 无限空间淹没紊流射流的特征
• 2.1.2 平行射流的射流特性
• 2.1.3 受限射流理论
• 2.2 数值模拟理论
• 2.2.1 计算流体力学（CFD）概述
• 2.2.2 湍流流动及其控制方程
• 2.2.3 计算区域的离散化
• 2.2.4 控制方程的离散化
• 2.2.5 代数方程组的求解
• 第三章 单台诱导风机的实验研究及其数值模拟
• 3.1 单台诱导风机的实验研究
• 3.1.1 喷嘴风速的测量
• 3.1.2 断面风速和射流中心风速的测量
• 3.2 单台诱导风机的数值模拟
• 3.2.1 物理模型
• 3.2.2 数学模型
• 3.2.3 边界条件
• 3.2.4 模拟结果
• 3.3 实验结果和模拟结果的对比
• 3.4 本章小结
• 第四章 诱导风机布置的优化研究
• 4.1 诱导风机回风口距后方障碍物的推荐距离
• 4.2 诱导风机喷嘴距前方障碍物的合理距离
• 4.3 不同车库综合利用系数下的横向间距推荐值
• 4.3.1 纵向间距的确定
• 4.3.2 横向间距推荐值的确定
• 4.4 主干线布置方式的模拟分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 某大型地下车库无风管诱导通风系统的优化设计
• 5.1 工程概况
• 5.2 诱导通风系统的CFD 模拟
• 5.2.1 物理模型的建立和简化
• 5.2.2 网格的划分
• 5.2.3 数学模型及边界条件
• 5.2.4 模拟结果分析
• 5.3 开、关诱导风机通风效果的对比
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢