局部頂送風冷射流與面源羽流相向作用下的混合對流流場特性研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)建筑室內(nèi)污染問題日益突出。工業(yè)生產(chǎn)過程中散發(fā)的各種有害物以及余熱余濕，使得工人的作業(yè)環(huán)境十分惡劣，嚴重危害操作人員的健康。局部送風是一種節(jié)能的通風方式，對于操作崗位固定的高大工業(yè)建筑，尤為適宜采用局部送風方式對工人工作區(qū)進行重點控制，可有效改善工作區(qū)的局部微環(huán)境、降低能耗。在工業(yè)建筑中，經(jīng)常存在高強度熱源，由熱源引起的自然對流、人的熱羽流以及局部送風強迫對流耦合作用下的氣流規(guī)律特性尚不明晰，限制了局部送風系統(tǒng)在工

2、業(yè)建筑中的應用。為了提高局部送風系統(tǒng)的性能、降低能耗，有待于對此混合對流的流動機理及混合對流的流動特性和熱特性進行深入地研究與探討。論文研究有高溫熱源時，頂送風方式下的工作區(qū)局部微環(huán)境控制。
　　首先，研究了送風射流與面源羽流相向作用下的的混合對流流動規(guī)律。通過實驗與數(shù)值模擬的方法研究了射流送風速度、送風溫度，熱源強度、熱源尺寸，背景溫度對混合對流流場的影響。發(fā)現(xiàn)了混合對流的流動特征：射流與羽流的“相斥”現(xiàn)象，即射流與羽流相互排斥

3、并遠離；射流向羽流方向偏轉；在高強度羽流作用時射流失效（不能覆蓋工作區(qū)）。揭示了其相應的流動機理：①射流較弱時，射流與羽流相向流動，在共同作用區(qū)，速度下降，壓強增加；而射流與羽流另一側，由于卷吸使得其外側速度增加，壓強降低；從而產(chǎn)生導致相斥流動的壓強差。射流較強時，射流沖擊地面后射流動量轉向，進而推擠羽流。②射流向羽流方向偏轉是由于無質(zhì)量流羽流的卷吸作用。③射流失效是由于熱源的次生輻射作用，減弱了送風射流動量，從而不能完全覆蓋工作區(qū)，并

4、給出了送風射流失效的條件dAr>0.23。基于研究結果，指出了對工作區(qū)優(yōu)化控制的方向。
　　其次，人體會對混合對流流場產(chǎn)生重要影響。人體的存在使得送風射流發(fā)生偏轉、熱源羽流貼附人體，造成人體局部微環(huán)境流動特性與熱特性的劇烈變化，基于數(shù)值模擬的方法研究了送風射流速度、溫度，熱源強度、尺寸，背景溫度對人體熱特性及熱源特性的影響。
　　最后，基于研究結果，采用數(shù)值模擬的方法對工作區(qū)控制的優(yōu)化方向進行了驗證。通過降低屋頂溫度，可降低