碰撞射流氣流形態(tài)與特征的影響因素分析.pdf

1、我國夏熱冬冷地區(qū)建筑冬季普遍采用空調(diào)系統(tǒng)供暖，而空調(diào)系統(tǒng)常用設(shè)計通風(fēng)方式和氣流組織一般以夏季工況為主，故冬季時，由于熱浮力的作用導(dǎo)致送風(fēng)熱量過多地分布在房間的上部空間，從而降低了熱風(fēng)的能源利用率和室內(nèi)熱舒適性。因此，對冬季空調(diào)房間氣流組織形式的研究顯得十分必要，分析相應(yīng)的人體熱舒適，針對現(xiàn)有空調(diào)設(shè)計提出改進措施，使之能夠在不影響夏季效果的同時滿足冬季的使用要求。
　　本文針對空調(diào)房間采用碰撞射流通風(fēng)方式冬季工況時，房間的外部幾何條

2、件、送風(fēng)管道、送回風(fēng)口位置以及不同送風(fēng)氣流參數(shù)進行了CFD模擬，通過對比分析這些因素對室內(nèi)流場、溫度場以及室內(nèi)人員熱舒適度等的影響找出對室內(nèi)氣流速度、溫度分布影響效果較大的因素，并對影響較大的因素加以著重研究，對其人體腳踝處平面及呼吸平面上的溫度和風(fēng)速沿著房間進深方向的分布以及沿著房間高度方向的分布進行了詳細的分析。
　　結(jié)果表明，風(fēng)管內(nèi)部粗糙度、送風(fēng)口湍流度、房間層高以及回風(fēng)口位置工況對室內(nèi)氣流速度場、溫度場和室內(nèi)人員吹風(fēng)感的影

3、響很小。而送風(fēng)口高度、送風(fēng)管道沿立柱設(shè)置方式、送風(fēng)口不同幾何形狀、送風(fēng)口大小以及不同送風(fēng)氣流參數(shù)作用對碰撞射流室內(nèi)氣流組織有較大的影響作用。主要表現(xiàn)在:增加送風(fēng)口高度后，氣流擴散距離明顯縮短，擴散區(qū)面積減小。近地面氣流速度降低。氣流上升位置提前。且在增加送風(fēng)口高度會使氣流擴散區(qū)內(nèi)部送風(fēng)口附近值大于2K，產(chǎn)生較熱的不適感。
　　風(fēng)管兩側(cè)布置時沿X方向氣流沿地面擴散距離較遠，但擴散氣流速度基本一致。而Y方向氣流地面擴散距離較短。兩側(cè)布

4、置風(fēng)管方式在Y方向上對房間內(nèi)的溫度影響較小，擴散區(qū)內(nèi)有較明顯的溫度分層現(xiàn)象，而房間絕大部分空間處于較低溫度。
　　不同幾何形狀送風(fēng)口對于會影響地面擴散區(qū)域形態(tài)，而且特殊外形（如菱形送風(fēng)口）會使氣流擴散距離明顯降低。方形送風(fēng)口室內(nèi)氣流溫度分布較均勻，而菱形送風(fēng)口高溫氣流未與室內(nèi)充分換熱，使擴散區(qū)和外部空間溫差過大。不利于室內(nèi)熱量的充分利用和提高室內(nèi)人員的舒適性。
　　保持送風(fēng)速度不變時增加送風(fēng)口面積會使通氣量增加。擴散距離增加

5、，且擴散區(qū)內(nèi)平均溫度溫度也會提高，溫度分層效果和分層現(xiàn)象影響范圍增加。保持送風(fēng)量不變情況下增加送風(fēng)口大小會使送風(fēng)速度降低，進而使氣流擴散距離減小。保持速度不變時增加送風(fēng)口面積會使氣流擴散區(qū)內(nèi)值明顯增加，而保持速度不變時增加風(fēng)口面積會使房間一般區(qū)域和擴散區(qū)溫差增加，供熱效果降低。
　　當房間內(nèi)存在相鄰送風(fēng)口時，二者對室內(nèi)速度場、溫度場以及室內(nèi)有效溫度分布的相互影響作用只在近地面氣流相接觸時才會產(chǎn)生，且影響位置也僅僅局限在氣流相互接觸