局部頂送風(fēng)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(jì)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(yán)重危害操作人員的健康。局部送風(fēng)是一種節(jié)能的通風(fēng)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(fēng)方式對工人工作區(qū)進(jìn)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(qiáng)度熱源，由熱源引起的自然對流、人的熱羽流以及局部送風(fēng)強(qiáng)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(fēng)系統(tǒng)在工

2、業(yè)建筑中的應(yīng)用。為了提高局部送風(fēng)系統(tǒng)的性能、降低能耗，有待于對此混合對流的流動機(jī)理及混合對流的流動特性和熱特性進(jìn)行深入地研究與探討。論文研究有高溫?zé)嵩磿r，頂送風(fēng)方式下的工作區(qū)局部微環(huán)境控制。
　　首先，研究了送風(fēng)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(fēng)速度、送風(fēng)溫度，熱源強(qiáng)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(yuǎn)離；射流向羽流方向偏轉(zhuǎn)；在高強(qiáng)度羽流作用時射流失效（不能覆蓋工作區(qū)）。揭示了其相應(yīng)的流動機(jī)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(qiáng)增加；而射流與羽流另一側(cè)，由于卷吸使得其外側(cè)速度增加，壓強(qiáng)降低；從而產(chǎn)生導(dǎo)致相斥流動的壓強(qiáng)差。射流較強(qiáng)時，射流沖擊地面后射流動量轉(zhuǎn)向，進(jìn)而推擠羽流。②射流向羽流方向偏轉(zhuǎn)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(fēng)射流動量，從而不能完全覆蓋工作區(qū)，并

4、給出了送風(fēng)射流失效的條件dAr>0.23?；谘芯拷Y(jié)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(fēng)射流發(fā)生偏轉(zhuǎn)、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(fēng)射流速度、溫度，熱源強(qiáng)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(jié)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(jìn)行了驗證。通過降低屋頂溫度，可降低