住宅廚房通風(fēng)方案的數(shù)值模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、廚房是人們生活中不可或缺的重要功能房間，但廚房內(nèi)產(chǎn)生的污染物也是室內(nèi)空氣污染的主要污染源之一，在倡導(dǎo)“健康、舒適、綠色、低碳”理念的今天，低污染、高效率的廚房成為人們的訴求。由于廚房中的廢氣對人體健康危害較大，目前其傳播機理和擴散分布規(guī)律正在被關(guān)注和研究，尤其是運用計算機技術(shù)模擬廚房在設(shè)置排油煙機的基礎(chǔ)上增設(shè)補風(fēng)口或排風(fēng)口進行全面通風(fēng)時污染物的擴散機制和分布規(guī)律才剛剛開始。根據(jù)實驗廚房的實際情況，筆者在廚房不同位置布置補風(fēng)口及排風(fēng)口，設(shè)

2、置了八種通風(fēng)方案，采用污染的濃度評價、有效能量(火用)評價與有效能強度(火用強度)評價的方法，利用污染點源傳播機理，針對廚房內(nèi)污染物的傳播情況，選用CFD-FLUENT軟件對廚房內(nèi)最具代表性的兩種污染氣體--CO2和CO的擴散及分布規(guī)律進行三維數(shù)值模擬，利用模擬與實測相結(jié)合、實測校正模擬的方法對各通風(fēng)方案下廚房污染物的擴散和濃度分布規(guī)律進行研究。為了詳實、準(zhǔn)確地探求CO2和CO的擴散和濃度分布規(guī)律，進行了以下工作：
　　首先，在僅

3、開啟排油煙機、無補風(fēng)口、無排風(fēng)口情況下，對液化氣燃燒產(chǎn)生的CO2和CO建立數(shù)學(xué)模型并設(shè)定模擬條件，進行數(shù)值模擬，了解在只開排油煙機時污染氣體的擴散方式和廚房內(nèi)污染物的濃度場分布；同時對實驗廚房內(nèi)CO2和CO濃度進行實測，以驗證FLUENT模擬所采用數(shù)學(xué)模型和邊界條件的準(zhǔn)確性：
　　其次，在開啟排油煙機、增設(shè)補風(fēng)口、無排風(fēng)情況下，對廚房內(nèi)CO2和CO進行數(shù)值模擬，獲得濃度場及氣流組織分布，并在此情況下，改變灶臺及排油煙機在廚房中的相

4、對位置，以比較灶臺及排油煙機位置對污染物擴散及濃度分布的影響：
　　再次，在開啟排油煙機、增設(shè)補風(fēng)口及排風(fēng)口的情況下，對廚房中的代表性污染氣體CO2和CO進行三維數(shù)值模擬，并于此情況下，改變灶臺及排油煙機的位置，獲得污染氣體的擴散及分布規(guī)律；
　　最后，利用有效能(火用)和有效能強度(火用強度)評價理論，分別對以上各種情況下代表性污染氣體的有效能火用值和火用強度值進行數(shù)值模擬，以火用值和火用強度值作為污染程度評價指標(biāo)，分析比

5、較各種通風(fēng)方案下廚房內(nèi)污染氣體的濃度污染和綜合污染情況，得出最優(yōu)的全面通風(fēng)方案。
　　在以上數(shù)值模擬和實驗實測的基礎(chǔ)上，得出以下結(jié)論：
　　1.在僅設(shè)置排油煙機的廚房內(nèi)，污染物不能完全被排除，有大量污染氣體的殘留；
　　2.在廚房內(nèi)增設(shè)補風(fēng)口是合理的，對于減少廚房內(nèi)的污染物濃度具有一定的作用；
　　3.在設(shè)置補風(fēng)口的基礎(chǔ)上，增設(shè)排風(fēng)口，能夠有效降低污染物的綜合污染程度，且同等條件下，排風(fēng)口設(shè)置于距灶臺及排油煙機的