住宅厨房油烟浓度的数值模拟和实测

为了确定住宅厨房合理的排风量,改善厨房内空气质量,运用CFD技术对不同排风量下厨房油烟的浓度场分布进行了建模和数值模拟,利用有限容积法和SIMPLE算法对微分方程进行离散求解,对模拟结果进行了分析和实测验证.认为增加排油烟机的排风量对改善厨房的排烟效果是有效的.但一味增加排风量不仅浪费能量,而且对改善排烟效果作用也不大.结合实例结果,对排烟效率进行了分析.     

套室内扩散燃烧火灾的三维数值模拟

采用非稳态湍流模型和湍流与化学反应相互作用的涡耗散燃烧模型,对套室内扩散燃烧的火灾进行了三维空间数值模拟.给控制方程添加不同源项以反映化学反应净产生速率对流场的影响,采用交错网格有限容积法将计算区域进行离散,用SIM-PLE算法求解离散控制方程.通过对套间内3种不同释热率情况下火灾的数值模拟,研究了套间内火灾发展、烟气温度分布和燃烧产物浓度分布规律.研究表明火源释热率的大小对烟气温度场的影响较大,对燃烧产物CO2浓度场的影响不很明显.释热率较小时,较短时间内仍能产生大量的烟气;释热率较大时,烟气层迅速形成,温度上升程度更为剧烈.此研究结果对于准确预测套室内火灾传播规律、有效阻止套室内烟气扩散和设计合理的排烟结构有一定的指导意义.图8,参12.     

排烟量和送风比对地下街烟气控制的模拟研究

以淮南市某地下商业街其中一防火分区为研究对象,采用模拟软件FDS进行了火灾烟气控制的数值模拟,对顶棚机械排烟条件下,排烟量和送风比对室内火灾烟气有效控制的影响进行了研究,模拟分析结果表明,在顶棚机械排烟时,排烟量对室内烟气控制的影响较大。当排烟量为115m3/（m2·h）时,可以达到很好的烟气控制效果,送风比对此的影响较小;当排烟量和送风比过大时,使室内烟气紊流加剧,火场情况混乱。研究结果为此类狭长型地下建筑火灾的控制和人员疏散提供参考。     

厨房空气环境质量优化控制

目的探究在自然通风和机械排风作用相配合情况下的当前住宅厨房空气质量情况,探寻提高厨房油烟排放效率的途径,提出对当前抽油烟机设计的改良方案.方法通过对厨房油烟扩散肌理的分析和模型试验,采用CFD仿真技术,对不同情况下抽油烟机控烟效果进行对比,得出影响油烟控制的因素.结果 K型厨房更适合烹饪过程易产生大量油烟的中国人使用;当给灶面增设吹风幕后,能够较有效地控制锅面产生的上升热气流;假设油烟释放速度vo=1.0 m/s,以烟机大档排风速度vp=1.3 m/s为例,分别取吹风速度vc=0.5 m/s、1.2 m/s、1.7 m/s、2.0 m/s进行流场模拟,发现控烟效果随vc增加而增强,且当vc=1.7 m/s时,油烟可以被完全隔离.结论为住宅厨房油烟污染问题提供一个可行的改进方案,优化厨房空气质量,为使用者提供安全、健康的厨房环境.     

顶部多点竖向排烟下地铁隧道烟气控制研究

通过在某带有独立通风隧道的地铁区间隧道开展0.25～1.25 MW规模的现场火灾实验,对烟气温度分布进行分析,利用火灾动力学模拟工具(fire dynamics simulator, FDS)建立对应实际尺寸的数值模拟隧道模型,展开抑制下游烟气蔓延的通风隧道临界排风量以及排烟效率的研究。对于横向水平中心线温度,火源相对于排烟口的位置对火源附近温度升高区域的范围基本无影响。在地铁隧道内设置进风量可抑制烟气逆流,但同时会造成下游烟气失稳,排烟口无法完全排出高温烟气。对于在不同排风量及火源功率(heat release rate, HRR)的情况下,排烟效率先增大后保持不变;当排风量达到一定值,即等于临界排风量时,排烟口能够完全排出高温烟气,排烟口排烟效率为1,临界值与HRR相关。计算出临界Fr约2.7,略高于此前的研究。得到HRR的经验公式,排烟效率与无量纲HRR和无量纲风速的相关性呈现分段函数关系。     

室内空气环境VOCs浓度场的CFD仿真分析

为了确定实验室内污染物浓度的分布状况,运用CFD仿真方法对固定排风量下某实验室内VOCs的浓度场分布进行了建模和数值仿真,实现了结果的可视化,并对仿真结果进行了分析和实地监测验证,除门窗附近几个点外,实验室内VOCs浓度场分布的实地监测值与仿真值在变化趋势上是比较一致的．整个室内VOCs浓度场的分布主要受排气系统的影响,空间分布上表现为随高度增加浓度值逐渐升高．通过CFD仿真研究,快速地给出室内流场和浓度场的详细信息,为进一步研究改变排风系统情况、不同排风量、移动污染源位置等多种条件下室内空气环境污染物浓度场分布情况提供了方法和理论依据．     

带吸油烟机厨房内热环境评价的数值分析

以带有吸油烟机的家庭闭式厨房为研究对象,数值研究了烹饪过程中厨房内部热环境以及烹饪者对温度和油烟污染的感知.根据已获得的关于气幕式吸油烟机的最佳设计参数组合方案,从人体感知温度、人体感知油烟浓度、油烟释放温度、油烟逃逸浓度4个方面对比了原型吸油烟机和气幕式吸油烟机对厨房环境的影响,并数值分析了带有吸油烟机的厨房内油烟流动特性及其逃逸机理.研究结果表明:引入合理设计的气幕式吸油烟机能有效抑制厨房内油烟和热空气逃逸,降低人体面部区域对油烟和高温的感知,使厨房内操作者的舒适度得到提高.     

东北地区住宅厨房油烟PM_(2.5)分布及操作人员暴露量分析

目的研究住宅厨房油烟PM_(2.5)扩散规律、分布特性及操作人员呼吸处污染物暴露量.方法建立东北地区典型住宅厨房模型,在排烟机恒定运行下,模拟各季节5种典型通风工况,分析厨房油烟PM_(2.5)在操作人员呼吸带截面分布情况,同时引入污染暴露模型,计算操作人员污染物暴露量.结果冬季污染物浓度分布最均匀,浓度最大,且操作人员暴露量最大;春季、秋季污染物浓度水平比较一致,操作人员暴露量最小;夏季是否开门对污染物浓度影响较小;各工况操作人员暴露量为2.0×10-5~8.2×10-3.结论暴露量最小值出现在春秋季窗开、门关的工况,与夏季门窗开启相比,春秋季门窗开启时暴露量较小,冬季门窗关闭时暴露量较大.     

街谷结构内流场和污染浓度场的数值模拟研究

从三维尺度出发,对6种不同几何尺寸的街谷结构内流场和污染浓度场进行了数值模拟.流场计算模型采用Spalart-Allmaras湍流模型,污染物浓度场采用与流场耦合的对流扩散方程模拟,采用有限元方法离散微分方程.模拟结果表明,街谷结构的几何尺寸对其中流场和污染场的分布有很大的影响.宽度较小,高度较大的街谷结构内流场较复杂,污染物在其中比较不容易扩散.本文对不同街谷结构内流场和污染物浓度场的分布进行了对比分析,对城市规划设计、城市气候以及城市空气质量控制等领域具有重要意义.     

基于CFD方法的室内步行街排烟方案分析

为分析室内步行街排烟方案的排烟效果,文章采用CFD方法对3、8 MW火灾功率下的16个排烟工况进行数值模拟,结果表明:在相同条件下,中庭顶部采用机械排烟方式比自然排烟方式排烟效果更好;在中庭回廊设置排烟有助于将商铺火灾溢出的烟气及时排除;中庭采用机械排烟方式时,中庭顶部排烟口布置方式对排烟效果影响不大,而采用自然排烟方式时,中庭顶部排烟口按天窗方式布置比按高侧窗方式布置排烟效果更好。     

地铁站台不同排烟模式下的烟气流动数值模拟

地铁站台发生火灾时,不同排烟模式对烟气流动的影响十分显著。文中以西安某地铁站为对象,采用FDS火灾模拟软件,研究传统排烟方式与增加隧道风机辅助排烟方式的排烟效果。对比分析自然排烟、站台排烟、隧道风机辅助站台排烟3种模式在不同火源位置时的楼梯口风速、人眼特征高度处温度、能见度、CO浓度分布。结果表明,火源位于站台中央时,楼梯两侧均有烟气蔓延,相比站台排烟模式,采取隧道风机辅助站台排烟模式后,站台温度下降约16.7%,CO浓度下降40%,且无烟气蔓延至站厅层。     

住宅厨房排烟的共用竖烟道的设计方法改进

分析了现代住宅厨房采用共用竖烟道排烟系统的运行特点：排烟动力主要来源于排油烟机提供的风压，热压的作用很小；提出了住宅厨房集中排烟系统“控制最小排烟量”的设计方法。该方法是将排烟系统中最小排烟量确定为某数值，通过求解非线性方程组确定竖烟道截面积。“控制最小排烟量”的设计方法能客观地反映集中排烟系统的运行特点，确保排烟系统中每户厨房排烟均达到要求。此方法在江苏省住宅厨房集中排烟系统建筑图集新标准的制订中得到应用。     

厨房内吸油烟机射流气幕的参数化研究

针对带有射流气幕和整流板的家用吸油烟机,采用正交试验方法,分别研究了射流速度、射流角度、射流孔宽度、整流板面积和吸油烟机风量对吸油烟机性能及其厨房内环境的影响,最终获得了能够有效控制油烟和热空气逃逸的吸油烟机气幕设计参数。结果表明:吸油烟机风量对厨房内油烟浓度和温度有重要的影响,当吸油烟机风量为10.5m3/min、整流板面积为0.22m2、射流速度为1.5m/s、射流角度为-5°、射流孔宽度为4mm时,厨房内人体舒适度最佳。     

多层住宅厨房排烟道内烟气流场仿真研究

利用Ansys软件中FLOTRAN CFD对多层住宅厨房排烟道内流场进行三维模拟仿真,得出了在排油烟机提供不同风速和处于不同工况时烟道内气流的速度分布图和压力分布云图,分析了气流在烟道内的速度和压力的分布规律及排入的油烟对其上、下层住户的影响.     

基于SPH-SWE方法对河流保守型污染物扩散的模拟

为了追踪河流中污染物的迁移轨迹与浓度分布规律,采用光滑粒子流体动力学(SPH)和浅水波方程(SWE)对保守型河流污染物的扩散过程进行模拟,通过对输运方程的离散求解,模拟了一维、二维均匀流和经典溃坝案例并对实际地形进行预测。结果表明:一维、二维均匀流以及溃坝模拟结果和解析解一致,且能避免浓度负值的出现,验证表明SPH-SWE模型具有很好的稳定性。本研究预测了南门峡水库溃坝后污染物浓度分布在河道中间位置,其峰值达到0.075 6 kg/m~3,说明计算结果合理,证明了此模型具有较强的预测能力,可预测实际河流中保守型污染物扩散分布情况。     

地下商场内火灾烟气运动及控制的大涡模拟

采用湍流大涡模拟方法,对接近于方形的地下商场内的火灾烟气运动及机械排烟进行了数值模拟;研究了机械排烟口的布置和排烟量对火灾烟气排放有效性的影响.结果表明在商场具有防烟分区和挡烟垂壁的条件下,在右侧墙处实施机械排烟比在顶棚处实施机械排烟可取得较好的排烟效果.随着机械排烟量的增大,室内烟气层的高度有明显的上升,从疏散口和自然补风口处流出的烟气速度减小,流入的空气速度增大.     

崖门水道悬沙输运及底床冲淤特性研究

针对感潮水道独特的水动力特征和泥沙输移情况,同时考虑径流、潮流等多种动力因素共同作用,建立了三维悬沙输运及床面冲淤数学模型.水平方向采用非结构三角形网格,垂向采用σ坐标,利用有限体积法离散积分形式三维浅水守恒方程,对每个控制体单元分别进行水量和动量平衡计算.利用模型对崖门水道的悬沙分布和输运情况进行了数值模拟,对泥沙浓度场的分布特征进行了分析,并对底床冲淤变化进行了定量计算.     

单室窗开度对着火房间一氧化碳浓度分布的影响

为研究窗开度对着火房间一氧化碳浓度分布的影响,本文采用数值模拟方法研究了单室窗开度对着火房间一氧化碳浓度分布的影响。研究发现：窗户打开能够降低窗户面一氧化碳的浓度,窗开度越大,不同高度处一氧化碳浓度越低;在15°和45°之间存在一个临界角,当窗开度大于等于该临界角时,对窗户面0.15m高度处一氧化碳浓度的降低作用几乎相同;窗开度并不是决定一氧化碳浓度降低值的唯一因素,侧面有效投影面积也是影响因素;正前方排烟的效果要好于侧面排烟的效果。     

浅谈地下车库通风与防排烟设计

本文论述了地下汽车库通风与防排烟设计,对地下汽车库排风量、排烟量的计算和地下汽车库通风系统的模式进行探讨,并指出了在地下汽车库通风排烟设计上的注意事项。     

不同送风方式对空调房间内污染物质量浓度分布的影响

目的研究不同送风方式对空调房间内污染物的扩散影响,确定有利于消除污染物的送风方式,改善具有污染源的办公室的空气品质,为设计合理的空调系统提出建议.方法采用Airpak软件模拟了4种不同送回风方式、3种不同送风量和3种不同污染物散发量,通过模拟得到所选取不同位置的污染物的质量浓度,分析污染物质量浓度的分布特点,得出不同送风方式和不同污染物散发量下室内污染物质量浓度的分布情况.结果比较得出顶送侧回的送风方式比其他3种送风方式除污效果好,送风量的增加使污染物质量浓度明显降低,但是要控制在合适的风速范围内.减小污染物的排放量也使室内污染物的质量浓度明显降低.结论采用顶送侧回的送风方式,在一定风速范围内增加送风量即增加送风速度可降低室内污染物质量浓度.