置换通风条件下污染物分布特性的模拟研究

为了研究置换通风房间内污染物的分布特性,采用标准k-ε湍流模型结合壁面函数法,利用Fluent软件对房间的速度场、温度场、TVOC浓度场进行模拟。针对有无冷却顶板的不同情况,得出室内温度场、速度场、TVOC浓度场的分布特性并进行了对比研究。研究结果表明冷却顶板可以降低置换通风系统的室内温度梯度,但也同时降低了置换通风系统的排污能力。     

多元通风的室内温度场和空气品质的数值分析

为了研究多元通风的基本模式，基于K-ε模型、针对两种不同通风方案，对内设污染源和集中热源的房间内的三维温度场以及污染物CO2的浓度分布进行了数值模拟分析。分析了不同通风模式、不同送风速度对室内温度场、污染物浓度场分布的影响，通过对比温度效率和排污效率，得出具有较高空气品质、较高的热舒适性、并具有较高的通风效率的通风模式。     

冷辐射板布置方式对办公室热环境影响的模拟研究

辐射供冷常与置换通风系统结合使用以达到良好的舒适性和节能性。辐射供冷/置换通风系统用于办公环境时,冷辐射板的布置方式会对室内热环境产生影响。本文采用CFD方法,通过Airpak对冷辐射板分别置于办公室内顶棚、地板、侧墙上部和侧墙下部四种情况的换热过程进行模拟分析,得出了冷辐射板不同布置方式对应的室内温度场和流场。结果表明,在本文研究的4种布置方式中,垂直墙壁上侧布置的供冷效果最佳,其湍流浑浊区范围最小、热力分层高度最高,同时得到了最低的活动区域温度。     

半地下结构工业厂房内通风换热数值模拟研究

工业厂房内通常含有发热量较高的设备和管道等,需要进行通风换热以保证设备的正常运行和维持室内较为舒适的工作环境,特别是对于地下厂房空间,仅依靠自然对流无法满足通风散热的要求,因而往往采用机械通风和自然通风结合的方式。本文利用数值模拟方法研究了包含多处内热源和地下结构的二层厂房内的通风换热问题,构建了厂房的三维简化物理模型,模拟了不同的窗口设置情况下厂房内的气流组织和温度分布情况。结果表明:厂房内的气流组织对厂房内温度分布有显著的影响,冗余的风口设置会造成厂房内温度场均匀性变差,导致通风效率及经济性的明显下降。     

地板供冷配合置换通风的实验研究

地板供冷配合置换通风是改善地板供冷能力偏低,预防结露的有效措施之一.本文采用房间下部送风的方式,使之形成地面"空气湖",阻隔潮湿空气与室内地板表面的直接接触.实验测试了有无置换通风条件地板供冷时房间地板表面、各墙壁面、顶棚及室内不同高度位置的温度分布,比较得出了配合置换通风对地板供冷的影响效果.     

室内污染物扩散的通风优化数值模拟

为了减小房屋装修后室内甲醛对人体的危害,了解不同通风方式及通风速度下室内甲醛浓度的分布特征是关键。本文采用CFD方法,模拟2种基本通风方式室内气流组织的流动形式,研究了不同通风方式、不同送风速度对室内甲醛的浓度分布的影响,数值模拟表明:与异侧送回风通风方式相比,同侧送回风形式更能有效减小室内甲醛的浓度,因而室内通风方式应优先选择同侧送回风。在同侧送回风气流组织形式下,送风速度过小或过大均致使人站或坐高度平面上甲醛浓度增大,因而应根据甲醛的散发强度,选择合适的送风速度,如在本文中送风速度以2m/s左右为宜。优化室内污染物扩散的通风形式,对室内通风设计和气流组织的研究具有一定的指导意义。     

基于纤维空气分布系统的置换通风的热舒适性研究

以常州大学人工环境室为载体,建立了基于纤维空气分布系统的置换通风气流流动换热数学模型,利用FLUENT软件对人工环境室内气流速度场、温度场和热舒适性进行了仿真研究。结果表明:基于纤维空气分布系统的置换通风策略能创造出传统置换通风的效果,室内空气温度分层现象明显;工作区内垂直温度梯度小于ISO7730限值,人体无明显吹风感,热舒适性较好。研究还发现,房间底部存在部分区域气流速度过高,可能造成吹风威胁,有必要对纤维空气分布系统孔口设计进一步优化。     

国内复合辐射供冷空调系统研究现状

介绍了辐射供冷的原理及其常用的3种送风方式的优缺点,综述了地板送风与地板辐射供冷空调系统、置换通风与顶板或地板辐射供冷空调系统、贴附射流作用下顶板辐射供冷加置换通风空调系统3种复合辐射供冷空调系统解决结露问题的研究进展,对比分析了采用3种复合辐射供冷空调系统房间内的热舒适性研究成果。结果表明,这3种复合辐射供冷空调系统均能有效减轻结露现象,其中贴附射流作用下顶板辐射供冷加置换通风空调系统防止结露效果最显著。置换通风的特性决定了置换通风与地板辐射供冷空调系统在维持良好的室内空气品质和室内热舒适环境方面优于地板送风与地板辐射供冷空调系统。     

基于EnergyPlus的地板辐射与置换通风空调系统模拟分析

辐射供冷与置换通风复合系统不仅能提供较高的热舒适性,并且具有很大的节能潜力,本文建立了复合系统的能耗分析模型,并采用EnergyPlus能耗分析软件对该复合系统进行能耗模拟,模拟得到的室内温度和辐射地板所承担冷量与实验结果的误差小于±7%,在此基础上,改变置换通风的送风温度,得到辐射地板提供冷量随置换通风送风温度提高而增加的变化规律,置换通风送风每增加1℃,辐射地板提供的冷量增加1.9%左右。     

严寒地区通风房间室内甲醛污染物浓度分布规律研究

向室内引入新风是解决由装修材料加工工艺导致室内甲醛超标问题的根本方法之一。为了研究不同通风方法的有效性,本文利用Fluent软件,对自然通风和机械通风效果进行研究并分别分析不同送风口温度和不同送风速度对室内不同高度位置处的甲醛浓度的影响。模拟结果表明:自然通风工况下,不同送风温度下的甲醛浓度均超标,机械通风工况下,不同送风速度下的甲醛浓度均未超标;当进风口速度为2 m/s时,甲醛浓度最低;通过数值模拟,同一送风温度下,自然通风甲醛的浓度是机械通风的2.07倍。本文将模拟的2种工况在沈阳、营口进行实测,试验结果与模拟结果基本一致,进一步验证了该结论。     

汽车乘坐空间热环境降温过程动态特性分析研究

车内热环境对乘员热舒适性、行车安全和燃油消耗都有重要意义。以我国南方夏季典型天气环境下车内热环境为研究对象,首先建立试验和数值仿真方法;然后对外部环境作用下车内热流场稳态特性进行测试和数值计算,并以此作为初始条件进一步对空调系统作用下车内热环境动态特性进行测试和计算;最后对车内热环境的稳态和动态特性及其影响因素进行分析研究。结果表明车内热环境存在典型的"温室效应";所受太阳辐射强度的不同导致壁面温度存在着较大差异,且在自然对流的作用下气温在高度方向存在明显的分层现象,车内热环境呈现高度非均匀的分布特性;空调开启后,车内气温在10 min左右可达到稳态,而壁面温度的变化速率要小于气温,30 min后依然没有达到稳态,车内仍然存在明显的瞬态非均匀特性。     

基于CFD的飞机客舱热舒适性和污染物浓度分布的数值模拟

应用CFD方法建立了Boeing 737头等客舱内环境和飞机管道的三维模型,对客舱内流场进行仿真分析,模拟分析了在不同送风速度时的温度场、速度场、污染物NO2的浓度场。以客舱内的空气分布特性指标(Air Diffusion Performance Index,ADPI)作为热舒适评价依据,以客舱内NO2的浓度反映客舱的空气质量,采集所需要的数据,通过Gaussian拟合曲线法,作出ADPI、客舱内NO2浓度与送风口速度的函数关系,再建立一个综合评价热舒适性和NO2浓度分布的目标函数,最后求出目标函数取最大值时候的送风速度,这个速度可以为实际桥载空调控制中送风速度的选取提供参考。     

动力舱散热系统结构改进及综合评价

对前期封闭动力舱冷却风道热流场和温度场仿真结果进行综合分析,发现动力舱内部温度较高,且部件表面热量高无通风结构带走,长时间使用会影响柴油机可靠性和电子器件寿命。针对这个问题,在封闭动力舱装甲板处上方开孔增设换气风扇,在不影响整体结构和满足散热条件下,采用熵值法和加权规划法相结合方法,对冷却风道进行综合评价确定最优方案,应用实例分析表明,动力舱内主要部件的温度有效降低,该综合评价方法确定可行有效。     

不同绝缘气体下中压开关柜温升特性研究

为探究干燥空气和 N₂ 从温升角度替代 SF₆ 气体的可能性,针对 KYN28-12 型中压开关柜,通过有限元分析法,构建三维温度场 流场的耦合模型,并在 3 种绝缘气体下,研究中压开关柜温升特性。研究结果表明,在 3 种绝缘气体下,具有相似的温度场分布,采用干燥空气和 N₂ 开关柜的温升要高于 SF₆ 气体,高出约 5~9 ℃ ; 3 种气体中流场分布规律也基本一致,但 SF₆ 气体流速较慢,最高 0.12 m / s ,干燥空气和 N_2?的流速类似,最高流速 0.16 m / s 。研究结果认为从温升方面考虑,满足绝缘条件下,干燥空气和 N2 替代 SF₆ 可行,但需要注意较 SF₆ 更高的温升,流场分布特性可为干燥空气和 N₂ 开关柜降低温升研究提供一定的理论依据。     

焊接烟尘流体流动规律数值模拟

用gambit建立了不同的车间模型网格，然后利用流体计算软件Fluent模拟研究了封闭式焊接车间在具有不同送风口、排风口位置时的温度场、速度场。结果显示有两种模型比较满足要求。在这两种模型基础上进行改动，模拟比较改动后模型的温度场、速度场，研究得到混合通风和置换通风两者结合的通风方案对焊接车间烟尘的排放效果更好。     

Experimental study on occupant’s thermal responses under the non-uniform conditions in vehicle cabin during the heating period

The existing investigations on thermal comfort mostly focus on the thermal environment conditions, especially of the air-flow field and the temperature distributions in vehicle cabin. Less attention appears to direct to the thermal comfort or thermal sensation of occupants, even to the relationship between thermal conditions and thermal sensation. In this paper, a series of experiments were designed and conducted for understanding the non-uniform conditions and the occupant＇s thermal responses in vehicle cabin during the heating period. To accurately assess the transient temperature distribution in cabin in common daily condition, the air temperature at a number of positions is measured in a full size vehicle cabin under natural winter environment in South China by using a discrete thermocouples network. The occupant body is divided into nine segments, the skin temperature at each segment and the occupant＇s local thermal sensation at the head, body, upper limb and lower limb are monitored continuously. The skin temperature is observed by using a discrete thermocouples network, and the local thermal sensation is evaluated by using a seven-point thermal comfort survey questionnaire proposed by American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc（ASHRAE） Standard. The relationship between the skin temperature and the thermal sensation is discussed and regressed by statistics method. The results show that the interior air temperature is highly non-uniform over the vehicle cabin. The locations where the occupants sit have a significant effect on the occupant＇s thermal responses, including the skin temperature and the thermal sensation. The skin temperaWa-e and thermal sensation are quite different between body segments due to the effect of non-uniform conditions, clothing resistance, and the human thermal regulating system. A quantitative relationship between the thermal sensation and the skin temperature at each body segment of occupant in real life traffic is presented. The investigation result indicates that the skin temperature is a robust index to evaluate the thermal sensation. Applying the skin temperature to designing and controlling parameters of the heating, ventilation and air conditioning（HVAC） system may benefit the thermal comfort and reducing energy consumption.     

空调送风速度对客舱环境影响的模拟及优化

客舱内的热舒适性和空气品质对乘客的健康和舒适有重要的影响,采用计算机流体力学(CFD)技术建立A320头等舱内环境的三维模型,对夏季工况下的客舱内流场进行仿真,分析桥载空调不同的送风速度对客舱CO₂浓度场、空气龄以及热舒适性的影响。以CO₂浓度和空气龄反映客舱内空气品质,PMV-PPD作为客舱内热舒适评价依据。通过构建最优函数,得到CO₂浓度、空气龄和PMV-PPD与送风速度的函数关系,得到最优的送风速度,为桥载空调的控制及调节提供参考。