换气扇换气方式对室内气流组织影响的研究

论文摘要

住宅是人们每天生活起居和工作的地方,住宅室内环境一直是各国政府及居民密切关心的问题。随着建筑节能思想的不断深入,住宅的密闭性越来越好,然而,自然通风和家用空调却越来越无法满足居民对空气品质的要求,而合理的气流组织是实现室内热湿环境和保证室内空气品质的重要环节。为了使得室内空气新鲜,普通住宅房间通常采用排气扇来进行通风换气,但是,由于排气扇的吸程范围及换气时间的限制,换气效果并不理想。由此,本文在采用传统排气扇换气的基础上,引进了压入式和压抽混合式换气方式并对室内气流组织进行比较分析。本文选取湖南科技大学能源与安全工程学院某研究生实验室房间为研究对象,结合建筑环境学、流体力学理论,研究三种换气方式对室内气流组织的影响。1.研究内容:在通风与气流组织理论基础上,模拟分析换气扇三种换气方式在其风速场、压力场及送风角度对室内气流的影响,并通过实验测试验证其模拟结果的正确性。2.研究方法:采用理论分析、计算模拟软件模拟及实验测试结合的方法。3.主要成果:(1)理论上,压入式送风射程长,对空间气流影响大;抽出式排风吸程范围小,对空间气流影响小。通过本文分析,数值模拟结果与理论一致。(2)改变初始风速的模拟表明,当初始风速为4m/s时,换气扇对室内气流影响较大,换气效果较好。(3)改变新风补给方式(压入式、抽出式及压抽混合式)的模拟表明,当压抽混合式换气方式为单侧压抽的情况下,压入式送风方式对室内气流影响较大,换气效果较好。(4)压入式新风补给方式为有组织补给,有一定的针对性,能提高工作区的空气品质;而抽出式新风为无组织补给,进入室内新风少,感受新风不明显。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 室内气流组织的研究现状
• 1.3 住宅室内换气方式研究现状
• 1.3.1 国内对住宅室内换气方式的研究
• 1.3.2 国外对住宅室内换气方式的研究
• 1.4 换气扇的换气方式
• 1.5 本文的研究内容
• 第二章 通风换气理论基础
• 2.1 全面通风的基本微分方程式
• 2.2 通风换气量的计算
• 2.3 通风房间气流分布
• 2.3.1 送风射流的规律
• 2.3.2 气流组织分布
• 2.3.3 研究气流组织的方法
• 2.4 空气平衡原理
• 2.5 本章小结
• 第三章 换气扇换气方式的数值模拟及结果分析
• 3.1 建筑模型
• 3.1.1 建筑模型概述
• 3.1.2 物理模型的建立
• 3.2 计算模型数值模拟方法
• 3.2.1 通用控制方程
• 3.2.2 边界条件的设置
• 3.2.3 湍流流动模型
• 3.2.4 求解器的选择
• 3.3 数值模拟及结果分析
• 3.3.1 压入式送风速度场的模拟与分析
• 3.3.2 抽出式排风速度场的模拟与分析
• 3.3.3 压抽混合式速度场的模拟与分析
• 3.3.4 压入式送风压力场的模拟与分析
• 3.3.5 抽出式排风压力场的模拟与分析
• 3.3.6 压抽混合式压力场的模拟与分析
• 3.3.7 三种换气方式的模拟计算结果比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 换气扇换气方式对室内气流组织影响的实验研究
• 4.1 模型的设计
• 4.1.1 搭建实验平台
• 4.1.2 模型风速的确定
• 4.2 实验所用设备
• 4.3 测点布置
• 4.4 测试结果
• 4.4.1 压入式送风
• 4.4.2 抽出式排风
• 4.5 实验测试结果与模拟计算结果比较
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 主要创新点
• 5.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录：作者在攻读硕士学位期间的学术成果