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侧墙上置送风口置换通风流场及通风效果评价

文档作者：林杨王丽文吕建文档来源：天津城建大学		点击数：	更新时间： 2024年07月27日
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煤气与热力
GAS ＆ HEAT
Vol_33 No．12
Dec．20l3
风口置换通风流场及通风效果评价
林杨 ， 王丽文 ， 吕 建
巳津城建大学能源与安全工程学院，天津300384；2．天津大学
建筑设计研究院，天津300073)
}设置侧墙上置送风口置换通风系统的房间，采用CFD软件对室内空气速度场、
浪据模拟结果，分析贴附射流、冲击射流的发展过程，评价侧墙上置送风口置换
果。
通风； 侧墙上置送风口； 贴附射流； 冲击射流； 通风效果
FU995 文献标识码：A 文章编号：1000—4416(2013)12—0A22—04
)，男，湖北荆州人，硕士生，研
能与集中供热新技术。
内热源(人员、设备等)产生
：内空气热力分层的通风方
系统往往采取下置送风口的
占用了室内下部的有效空
莹以布置。为了解决传统置
们提出将送风口上置，形成
嗵风系统 。 。本文对侧墙
场进行模拟，并评价通风效
型
图1，房间的长×宽×高为
5 13。房间围护结构视为绝
热，送风装置安装于侧墙上部，送风口高度为2．2
m。回风口位置见图1，尺寸为0．4 m ×0．4 m。模
型房间内有2盏荧光灯，电功率均为36 w。人体、
计算机等热源靠近回风口一侧的墙边，人体和计算
机的发热量分别为100 W／人、300 w／台。将房问内
的人体、计算机、桌子等分别简化成规格不同的立方
体，简化后房间内物体具体数量及尺寸见表1。
图1 房间的物理模型
表1 简化后房间内物体具体数量及尺寸
物体 数量 尺寸
送风口 l 1．25 irl×0．2O m×0．2O m
回风口 1 0．4 m X0．4 m
荧光灯 2 0．2O m×1．20 m x0．15 m
计算机 1 0．4 m×0．4 1TI×0．6 m
人体(坐姿) 1 O．3 m×0．4 m×1．2 m
桌面 l 1．20 m×0．60 m×0．02 m
桌腿 4 0．05 m×O．05 m×0．75 m
· A 22 ·
林杨，等：侧墙上置送风口置换通风流场及通风效果评价 第33卷第12期
② 模拟方案
针对供冷工况，采用CFD软件模拟室内速度
场、温度场，根据模拟结果分析贴附射流、冲击射流
的发展过程，并评价侧墙上置送风口置换通风系统
的通风效果。房间供冷负荷指标为48 w／m 。室内
的送风射流由气体贴附墙壁的贴附射流与沿地板扩
散的冲击射流组成 ，选取送风温度295 K、送风
速度0．3 m／s作为典型工况。
③ 测点布置及代表测点选取
均匀分割 y平面，布置测点，获取各测点不同
坐标上的模拟数据，测点布置方式见图2。其中测
点5～7为贴附射流空间的测点，我们选取测点6作
为射流空间的代表测点；测点2～4为人体活动区的
测点，我们选取测点3作为人体工作区的代表测点；
选取测点1为热源附近测点，但由于测点1被人体
占据，因此我们选取测点1 作为热源附近测点， 、Y
轴坐标为(1．20 1TI，1．45 m)。
图2 测点布置方式
2 数值模拟结果与分析
2．1 设定
设定房间围护结构内壁之间无辐射换热。房间
内气流为不可压缩的牛顿流体。根据Boussinesq假
设，认为流体密度变化仅对浮升力有影响，流体中的
黏性耗散忽略不计。
2．2 模拟结果与分析
① 贴附射流、冲击射流发展过程
平面( =3．3 m)速度云图见图3，yz平面(
= 3．3 m)对称轴( 轴方向)的流速见图4。由图3、
4可知，贴附射流的流速沿射程方向呈现先增大后
减小的变化趋势。这种变化是贴附射流在发展的过
程中，受竖向惯性力和竖向浮升力共同作用的结果。
由于送风温度较低，在出口阶段气流密度较大，气流
竖向惯性力作用比竖向浮升力作用明显，因此对气
流起着加速作用。随着贴附射流的发展，气流温度
升高，竖向浮升力作用加强以及气流接近地面时受
阻，流速逐渐下降。
图3 平面(x：3．3 m)速度云图
图4 平面( =3．3 m)对称轴(z轴方向)的流速
由图4可知，贴附射流最大流速出现在高度1．0
m左右。这提示我们不能将送风口的安装高度无限
制提高，应使得最大流速尽量落在热力分层界面
(热力分层界面将室内空气沿竖向分为上部湍流混
合区，下部层流清洁区)以下，以尽量减小送风与热
力分层界面上部污浊空气掺混。
当贴附射流接近地面时，逐渐形成冲击地板面
的冲击射流l 。 y平面( =0．1 1TI)速度云图见图
5， y平面(z=0．1 m)对称轴( 轴方向)的流速见
图6。
由图5、6可知，贴附射流在转化为冲击射流的
一段区域内，流速先明显增大，然后逐渐减小。这主
要是由于贴附射流在近地面转化为冲击射流时，气
流在冲击地面时在地面上扩散开来，使得流速在这
段区域内明显增大，但随着冲击射流在地面上迅速
· A 23 ·
” ∽∽ ¨
× × X × × × × × × × × × × × × × × × × × ∞ ∞ ∞" 加钾 ∞∞卯 ∞ ∞
4 4 4 3 3 3 3 2 2 2 2 2 1 1 1 】9 6 4 2 O
第33卷第12期 煤气与热力
蔓延扩散，动量逐渐减小，流速降低。虽然冲击射流
的流速沿流程逐渐减小，但是还能够有效地到达人
员活动区域。在 =1．3 m处，流速小于0．15 rn／s，
人体不会感到有吹风感，满足了人体舒适要求。
图5 xy平面(Z=0．1 m)速度云图
图6 xy平面(z=0．1 m)对称轴(X轴方向)的流速
② 通风效果
对通风效果的影响，从本质上可认为是对室内
空气竖向热力分层的影响，下部层流清洁区竖向温
度梯度越小，上部湍流混合区竖向温度梯度越大，通
风效果越好 。
测点6、3、1 的竖向温度分布分别见图7～9。
由图7～9可知，3个测点的温度沿高度方向(z轴方
向)逐渐增大。对于测点6、3，在0．1～1．2 m高度
范围内温度缓慢升高，当高于1．2 m后温升速度较
快。对于测点1 ，在0．1～2．0 m高度范围内温度缓
慢升高，在0．2～1．5 111高度范围内温度出现波动，
这一高度区域恰好与坐姿下的人体脚踝到高于头顶
30 em一段吻合。当高于2．0 m后，温升速度较快。
由图7可知，贴附射流区域也存在热力分层。
这是由于送风口适当的安装高度使得送风气流最大
流速出现在热力分层以下，在竖向惯性力的作用下
图7 测点6的竖向温度分布
图8 测点3的竖向温度分布
图9 测点1 的竖向温度分布
使送风气流能较快地到达地面，减小了贴附射流在
上部空间对周围空气的卷吸，冲击射流在地面上的
迅速衰减减少了吹风感。因此，侧墙上置送风口置
换通风方式与传统置换通风方式具有一样明显的热
力分层特征。
由图8、9可知，越接近热源位置，热力分层越明
显，这说明冲击射流对室内温度分层的影响进一步
减弱。测点1 的0．2～1．5 rn高度范围出现温度波
动，是由于人体附近的空气受人体加热，温度升高。
3 结论
对于侧墙上置送风口的置换通风系统，由贴附
射流与冲击射流形成的组合射流在室内能形成很好
· A 24 ·
∽” ∽ ”
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Vc34rw．watergasheat．corn 林杨，等：侧墙上置送风口置换通风流场及通风效果评价 第33卷第l2期
的热力分层，符合置换通风要求，通风效果良好。
参考文献：
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2005，24(3)：69—72．
Assessment of Displacement Ventilation
Flow Field with High Sidewall Outlet and
VentilatiOn Effect
LIN Yang．W ANG Liwen．LYU Jian
Abstract： For a room using displacement venti—
lation system with high sidewall outlet．the indoor air
velocity field and temperature field are simulated by
CFD software．The development process of the attached
jet and impact jet is analyzed according to the simula—
tion results．The ventilation effect of displacement ven—
tilation system with high sidewall outlet is assessed．
Key words： displacement ventilation； high
sidewall outlet；attached jet；impact jet；ventilation
effect
收稿日期 2ol3砻03一o8； 修冒日期：2 埒每o5毒07
· 信息·
内蒙古焦 煤气制LNG项目试产成功
内蒙古1．2×10 m ／a焦炉煤气制LNG项目
日前全流程试产成功，这标志着焦炉煤气制LNG技
术有了新突破。该项目焦炉煤气深冷液化制取
LNG采用混合制冷剂流程，由中国科学院理化技术
研究所提供混合制冷剂制冷工艺包设计及技术服
务。该焦化园区总规划建设500×10 t／a捣固焦项
目、60×10 t／a煤焦油深加工项目和30×10 t／a焦
炉煤气制LNG项目。目前投产的是该园区一期项
目，年产130×10 t／a捣固焦和1．2×10 m 液化
天然气。焦炉煤气制LNG的流程为：来自焦化厂的
原料— — 焦炉煤气经压缩、预处理、精脱硫后进入
甲烷化工序，CO、CO，和H，经甲烷化反应生成
CH ，反应热通过副产中压蒸汽的方式移出并回收
利用，最终甲烷化后的富甲烷混合气体，经除水脱
碳后进入深冷液化分离工序，制取LNG和富氢气。
(本刊通讯员供稿)
· A 25 ·

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