住宅厨房集中排气系统流动特性分析

论文摘要

本研究针对目前我国高层住宅厨房排烟道经常出现的倒烟等现象,选取多动力源集中式排气系统为研究对象,采用CFD数值模拟计算为研究方法,在实验设计系统模型基础上,对系统内部气体流动状态,压力、流速分布及用户排风量等进行模拟研究和分析,掌握系统运行特性,确定适合用户排烟的最佳烟道截面尺寸。研究主要包括以下几个方面。对厨房油烟所产生的污染物进行了分析和计算,表明烹饪过程产生的油烟污染物与周围的空气混合经排油烟机排入共用排气道后,流体的粘度与空气的粘度很接近,厨房油烟气中颗粒污染物对混合后气体粘度的影响可以忽略不计。对系统中加装导流构件后管道气体流动特性进行了模拟计算,得出在主支管合流处,主烟道中的流速是影响支管引射通风量大小的主要因素,排气道的规格尺寸则影响较小。对止逆阀式集中式排气系统进行了详细的模拟计算并总结出系统运行特性。系统在开机率越大时,系统整体运行越平稳；在同一开机率下,连续开机段集中在系统下部时系统排烟能力减弱,主管道静压升高,用户进口流量整体下降；当集中开机段处于中部时,系统每隔几层某一用户进口流量有较大提升,呈现一定的周期性趋势。多动力源止逆阀式排气系统管道中的压强分布呈现底层次高,中部高,顶层低的趋势,同主支式排风系统管道中压力分布趋势一致。对于止逆阀式集中排气系统来说,20层以下用户建议选用400*400mm的主管道截面,可满足所有用户全开机排烟要求,20层用户采用400*400mm截面尺寸时可满足80%开机率排烟要求,400*500的mm的截面尺寸可满足20层所有用户排烟要求,30层用户建议选用400*600mm截面尺寸,可满足所有用户排烟需要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 住宅厨房通风介绍
• 1.2.1 自然通风方式
• 1.2.2 机械通风方式
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国内住宅厨房集中排气系统的相关研究
• 1.3.2 国外住宅厨房通风相关研究
• 1.3.3 集中排气系统的数值模拟研究成果
• 1.4 本课题的研究目的及意义
• 1.5 课题研究的主要内容
• 第二章 住宅排气系统及厨房烟气特性分析
• 2.1 住宅集中排气系统的组成
• 2.2 高层住宅厨房排气系统存在的问题
• 2.2.1 共用排气道的设计和施工问题
• 2.2.2 排油烟机的自身问题
• 2.2.3 排油烟机的安装问题
• 2.2.4 厨房排气止逆阀的问题
• 2.2.5 屋顶风帽问题
• 2.3 厨房烟气物性及其流动特性分析
• 2.3.1 我国现行室内空气质量标准
• 2.3.2 烹饪过程中释放颗粒污染物的特点
• 2.3.3 厨房油烟气特点
• 2.3.4 燃料燃烧污染物
• 2.3.5 烹调油烟污染物
• 2.3.6 厨房油烟气密度、粘度的概算
• 2.4 厨房合理排风量
• 第三章 住宅排气系统实验测试及模拟理论基础
• 3.1 实验系统的设计
• 3.2 实验系统的组成
• 3.3 数值模拟基础
• 3.3.1 模拟软件介绍
• 3.3.2 求解过程
• 3.4 流体动力学计算理论
• 3.5 本文用到的边界条件
• 第四章 排气道导流构件性能模拟
• 4.1 物理模型
• 4.2 模型网格划分
• 4.3 边界条件设置
• 4.4 模拟计算结果分析
• 4.4.1 主流速度的影响
• 4.4.2 支管流速变化
• 4.4.3 阻力的影响
• 第五章 止逆阀式集中排气系统模拟
• 5.1 模型的建立
• 5.1.1 止逆阀系统实验设计
• 5.1.2 止逆阀系统模拟模型的建立
• 5.1.3 模型网格划分
• 5.2 FULENT计算
• 5.2.1 边界条件设置
• 5.2.2 模拟结果显示及分析
• 第六章 止逆阀式集中排气系统模拟结果及分析
• 6.1 20层模拟数据结果
• 6.1.1 20层400*400截面模拟结果
• 6.1.2 20层400*500截面模拟结果
• 6.2 30层模拟数据结果
• 6.2.1 30层400*500截面模拟结果
• 6.2.2 30层400*600截面模拟结果
• 6.3 模拟结果与实验结果的对比
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 作者简介
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢