室內(nèi)空氣穩(wěn)定性對小室氣流及污染物傳播特性的影響研究.pdf

1、室內(nèi)空氣穩(wěn)定性的概念來源與大氣穩(wěn)定性，是指室內(nèi)空氣抵抗垂直運(yùn)動的強(qiáng)弱程度，可用環(huán)境溫度垂直遞減率γ=-()T/()Y來判定。本文從傳熱角度出發(fā)，對室內(nèi)空氣穩(wěn)定性的概念進(jìn)一步深化，理解為室內(nèi)空氣穩(wěn)定性是通過導(dǎo)熱作用的強(qiáng)弱及方向進(jìn)行判定的，同時(shí)反映了對流強(qiáng)度。為了研究通風(fēng)與室內(nèi)空氣穩(wěn)定性共同作用時(shí)小室內(nèi)氣流特性，引入混合對流判定準(zhǔn)則數(shù)Ri=Gr/Re2，并建立Case
　　 Ⅰ與CaseⅡ模型，重點(diǎn)分析穩(wěn)定型與不穩(wěn)定型時(shí)小室氣流特點(diǎn)

2、。模型與不同的邊界條件組合后，形成A、B、C三組算例。A組與B組Gr不同，B組與C組邊界條件相同，模型不同。利用CFD數(shù)值模擬，分別計(jì)算了三種入口速度(Re=100，Re=316及Re=3162)條件下的氣流分布及污染物傳播特點(diǎn)。
　　 研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)空氣以不同的通風(fēng)速度進(jìn)入室內(nèi)時(shí)，若Ri>>1時(shí)，室內(nèi)傳熱以導(dǎo)熱為主，對流作用只集中在很小的區(qū)域內(nèi)；而當(dāng)Ri<1時(shí)，室內(nèi)傳熱以對流為主，導(dǎo)熱作用不明顯。導(dǎo)熱與對流的方向相同使傳熱率增大，

3、而兩者方向相反會導(dǎo)致傳熱作用的抵消，結(jié)合小室流線分布從而解釋了室內(nèi)溫度場的分布的特點(diǎn)。而當(dāng)Re不變，Gr增大時(shí)，對流傳熱強(qiáng)度會增大，主要是混合對流中的自然對流強(qiáng)度增大。
　　 將入口空氣射流改為CO2時(shí)，室內(nèi)空氣穩(wěn)定性的強(qiáng)弱及污染物的擴(kuò)散速度的相對大小仍利用Ri=Gr/Re2進(jìn)行判斷。在Ri>>1時(shí)，污染物傳播及室內(nèi)流線分布受室內(nèi)空氣穩(wěn)定性的作用明顯，穩(wěn)定型抑制流體流動，不穩(wěn)定型使流體流動加強(qiáng)；當(dāng)Ri<1時(shí)，入口污染物以較高的速

4、度進(jìn)入小室，穩(wěn)定性作用不明顯。
　　 對于流線分布，當(dāng)Ri>>1時(shí)，室內(nèi)流線形狀隨污染物在室內(nèi)傳播而變化，而且穩(wěn)定型與不穩(wěn)定型的流線分布差別很大，不穩(wěn)定型室內(nèi)渦流面積大；當(dāng)Ri<1時(shí)，室內(nèi)流線形狀不隨時(shí)間及穩(wěn)定性發(fā)生變化，且與空氣射流時(shí)流線分布一致。
　　 對于污染物傳播，當(dāng)Ri>>1時(shí)，不穩(wěn)定型渦流區(qū)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于穩(wěn)定型，室內(nèi)氣流在渦流區(qū)內(nèi)摻混充分，并且以較大的出口速度將污染物帶離小室。而此時(shí)穩(wěn)定型與空氣摻混不明顯，易在室