客机座舱新型个性座椅送风系统的数值仿真

舒适性是大型客机的关键要求之一,座舱气流组织分配设计是否合理对乘员舒适性和健康性有直接影响.但是座舱传统的混合送风方式很难达到人们对舒适和健康的要求.为此,提出了一种新型的个性座椅送风方式,主要针对乘客对热舒适性和健康性的要求.个性座椅送风方式在乘客座椅的扶手处和座椅底部分别布置了风口.采用的座舱几何模型为3排单通道满员模型,计算方法采用目前广泛应用的计算流体动力学（CFD）数值仿真模拟方法,计算模型为RNG k-ε湍流模型.通过数值模拟方法得到两种送风方式下的速度场和温度场,进而得到多个舒适度指标.研究表明,个性送风方式可以提高乘客呼吸区域的空气质量,降低乘客周围的风速,使人体周围温度控制在24～26,℃的人体舒适区域,多项舒适度指标也表明个性送风气流组织的舒适性要优于混合送风.     

【主编特邀】——大型客机座舱空气环境质量研究

<正>专家点评:商用大型客机座舱的空气环境对乘客的健康和舒适非常重要.天津大学承担的国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目"大型客机座舱空气环境的关键科学问题研究"通过实验和数值模拟的方法对气流组织、气态污染物的传播以及座舱的热舒适和空气品质进行了基础研究.同时,针对座舱环控系统的优化设计方法、先进的环控系统及空气净化技术进行研究.项目的研     

不同送风参数对地板送风系统性能的影响

为了得到地板送风系统理想的送风参数,首先通过正交实验研究不同送风参数对地板送风系统房间温度分布、热舒适性和空气品质的影响,然后采用控制变量法进一步研究送风温度和速度对系统性能的影响,最终通过Energy Plus能耗模拟软件计算得到供冷工况下热分层良好、舒适性较好且能耗较低的理想送风参数.实验结果表明:当旋流风口到人体的距离为0.7 m,送风温度为18~20℃,送风速度在1.2~1.5 m/s时,室内热分层较好,能够满足人员热舒适性和空气品质的需求.对不同送风参数下运行特性与能耗影响的模拟计算表明:在理想送风参数范围内,当送风温度为18℃、送风速度为1.2 m/s时,地板送风系统不仅可以保持较好的热舒适性和良好的热分层,同时还具有较低的能耗.     

灭幼脲3号对豫南板栗林栗实象甲成虫的延迟蜕皮试验

用灭幼脲3号作了延迟栗实象甲成虫蜕皮的试验.试验结果表明,25%的灭幼脲3号胶悬剂在空气湿度95%、风速小于2 m/s、光照强度为350 lx和25%的灭幼脲3号胶悬剂在空气湿度90%、风速小于2 m/s、光照强度为200 lx的条件下延迟蜕皮时间最长.     

飞机座舱环境控制

飞机座舱环境控制包含气源、冷却、加热、温度调节、湿度调节、座舱压力调节和空气分配的分系统。     

基于人体热舒适性评估的直升机空调通风系统优化设计

直升机座舱空间狭小、乘员密集并且热载荷大,需要引入新鲜制冷空气以满足多乘员热舒适性要求。因此,优化设计座舱空调通风系统具有重要意义。针对典型直升机座舱布局,建立了舱室和乘员三维模型。定义乘员周围温度、温度偏离、乘员周围速度、PMV和空气龄作为热舒适性评估指标;设计并计算3种不同空调通风系统布局方案,通过对热舒适性评估指标的综合比较分析,选定最优布局方案;在此基础上,采用多目标遗传算法,定义以PMV和空气龄为基础的双目标函数,对空调送风口位置参数开展仿真优化。通过分析结果数据和帕累托前沿,确定最优空调送风口位置参数,完成座舱空调通风系统最优设计。最后对仿真优化结果进行了试验研究,验证了仿真计算的准确性和有效性。     

空气负离子浓度的实验研究

测试了周围生活环境中的空气负离子浓度，并通过实验测试了衰减距离、摩擦、风速、温度、湿度等影响因素对材料产生负离子的影响．实验结果表明，周围生活环境中空气负离子浓度小于500个／cm^2，外界空气负离子浓度大于1500个／cm^2，空气负离子在环境中的衰减距离为20cm左右．当临界风速处于3m／s-10m／s之间，风速的摩擦可以产生负离子；相对于摩擦，温度、湿度的变化对材料产生负离子的影响较小．     

闭式空气循环干燥棒香的试验

依据闭式空气干燥循环的原理建立试验台,选择质量约1.2 kg的大尺寸(直径25 mm、长970 mm)棒香进行试验,分析初始含水率、升温速率、干燥温度和干燥风速对棒香干燥质量的影响.结果表明:棒香与木材的干燥特性相似,升温速率是造成表面开裂的主要原因,而其与干燥温度和循环风量之间的优化匹配则为棒香干燥质量的保障;对试验棒香,初始含水率为66.08%时,循环空气的升温速率、温度和风速应分别控制在0.22℃/min、45～50℃和1.7 m/s;必须根据棒香规格和干燥室容积,确定适宜的干燥运行参数.     

影响气体冷却服热舒适性因素的实验

采用真人实验的方法,研究人上体躯干穿着气体冷却服时衣内微空间气候参数及上体躯干皮肤温度受环境温度、劳动强度和通气量变化的影响。结果表明:环境温度是影响衣内空间空气温度、湿度及皮肤温度的最主要因素;体表及衣内空间汗液蒸发吸热是影响衣内空间空气温度、湿度及皮肤温度的重要因素;影响体表汗液蒸发的主要因素是体表气流速度、劳动强度及通入压缩空气水蒸气分压力;增大压缩空气通气量对衣内空间空气温度、湿度及皮肤温度无显著影响。实验证明,该型气冷服能将人体皮肤温度控制在舒适范围内,对人体热舒适性具有一定程度的改善作用,但气冷服结构、压缩空气管及开孔布局有待改进,以充分利用汗液蒸发吸热作用,提高气冷服的降温效果。     

闭式空气循环干燥棒香的初步试验

依据闭式空气干燥循环的原理建立试验台,选择质量约1.2kg的大尺寸(直径25mm、长970mm)棒香进行试验,分析初始含水率、升温速率、干燥温度和干燥风速对棒香干燥质量的影响.结果表明:棒香与木材的干燥特性相似,升温速率是造成表面开裂的主要原因,而其与干燥温度和循环风量之间的优化匹配则为棒香干燥质量的保障;对试验棒香,初始含水率为66.08%时,循环空气的升温速率、温度和风速应分别控制在0.22℃/min、45～50℃和1.7m/s;须根据棒香规格和干燥室容积,确定适宜的干燥运行参数.     

地道与空气冬季换热特性的数值模拟与分析

目的研究地道工程与空气在冬季的换热特点,分析地道长度、空气流速以及地道埋深对地道与空气换热的影响,从而实现土壤中热量的有效利用.方法以沈阳地区的中德地道风项目为研究对象,采用Gambit软件建立三维仿真模型,利用Fluent软件对地道与空气的换热进行数值模拟,分别计算出不同因素下地道出口处空气的温度.结果当地道长度为100 m时,地道出口处温度为-10.564℃,当地道长度为250 m时,地道出口处温度可达-9.565℃,地道越长,出口空气温度越高;一定长度的地道内风速越低,出口空气温度越高;埋深分别为2 m、4 m、6 m、8 m时,150 m长地道出口处温度分别为-12.052℃、-10.469℃、-10.286℃、-10.093℃.结论其他参数相同时,地道与空气的换热效果随着地道长度的增大而增强;随着地道内风速的增大而减弱,当风速大于5 m/s时,地道出口的空气温度基本保持不变;随着地道埋深的增大而增强,深度达到6 m后,换热效果基本保持不变.     

基于热舒适性的乘员舱气流组织设计

为研究乘员舱内不同气流组织下的人体热舒适性，找出进气参数对人体热舒适性影响的规律，将Fluent计算得到的9种进气方案的流场结果作为环境参数导入TAITherm中进行热舒适性分析。同时引入面部平均空气龄和能量利用率两项指标对乘员舱气流组织进行更全面的评价。结果表明进气总量对3位乘员热舒适性和平均面部空气龄影响程度最大，1号口进气温度对能量利用率的影响程度最大。综合考虑3位乘员的热舒适性、面部平均空气龄和能量利用率3项评价指标，发现当进气总量为1 800 kg/h, 1、2号口进气温度都为22℃,1、2号口进气量比值为6∶4时3项指标均表现良好，为最优的进气参数组合。     

温州各县市夏季旅游气候舒适度分析

本文利用温州市辖区内永嘉、乐清、瑞安、平阳、文成、泰顺、洞头以及市区等8个气象观测站1971-2000年的夏季（6、7、8月）逐日温度、湿度、风速资料,采用模糊评判方法,得出从单因素考虑,温度上泰顺县很舒适指数出现频率最高,其他县市温度舒适度程度相当;湿度上永嘉、泰顺、文成三县湿度状况较好,洞头县舒适出现频率最低;风速上洞头风速不舒适程度最高。综合分析考虑,泰顺县和洞头县因其温度舒适度程度较高,在综合评判中夏季整体舒适性较好,其他县市舒适性稍低。     

西藏色季拉山急尖长苞冷杉林线小气候特征简

利用自动气象观测站持续对西藏林芝色季拉山东坡急尖长苞冷杉Abies georgei var.Smithii林郁闭上限(海拔4 320m)数据进行观测,分析林线气候特征如下:1林线空气温度年变化呈现单峰型曲线,年均气温为0.56℃,年温差可达17.6℃;林线年降水总量为1 480.2mm,集中于春夏季节,具有明显的干湿季节变化;林线空气湿度较高,高于河谷地带,年变幅仅有25%,空气湿度年变化较小.2太阳总辐射、光合有效辐射和紫外辐射量年变化均呈单峰曲线,辐射量以12月最低,8月最高.3林线盛行南风和东南风,年平均风速为1.77m/s;以冬春季节风速大.4林线土壤含水量有明显的垂直变化,土壤含水量从10cm土层到100cm土层变化范围为5.25%~19.02%;林线地表土壤温度变化剧烈,年温差可达22.41℃,地表以下土壤温度变化较为平缓,土壤温差随着深度逐渐递减.     

大型客机座舱内空气环境控制的关键科学问题研究中期报告

大型客机座舱空气环境是国际热点研究问题,我国的大型客机项目对安全、健康、舒适座舱环境研究的需求紧迫。该研究针对国际航空界的最新关注点和研发大型客机的重大需求,重点解决大型客机座舱空气环境控制的两个关键科学问题:(1)座舱环境空气非定常分布与污染物非线性传递机理;(2)座舱环境多场耦合的物理特征与多参数目标控制的原理。并围绕上述关键科学问题,开展了6个方面的研究:(1)座舱空气非定常流动特征及数值模拟策略;(2)低压座舱内多种污染物产生和扩散的非线性规律;(3)座舱空气质量与热舒适系统实验评估准则;(4)座舱环境设计参数体系与适航标准的符合性验证方法;(5)座舱环境多场耦合反向设计基本原理;(6)座舱环境控制系统全飞行状态的动态调节机理。     

移动热湿源廊道热环境的改善及送风参数优化

为有效改善具有移动热湿源的高温高湿廊道热环境,给工人提供舒适的工作环境。以邯郸市某铁渣转运廊道为依托,建立廊道空气与皮带表面热湿耦合传热物理模型,定性分析不同送风温度、送风风速、铁渣温度、皮带运行速度条件下廊道热环境的改善效果,定量探究其对廊道热环境的影响程度,并拟合各影响因素与廊道温度的相关经验关联式。结果表明：对廊道热环境影响程度由大到小依次为：送风温度、送风风速、铁渣温度、皮带运行速度。送风温度越低,送风风速越高,铁渣温度越低,皮带运行速度越小,越能有效改善廊道热环境。送风温度为22℃,送风风速为2 m/s,铁渣温度为65℃,皮带速度为3.0 m/s为廊道热环境改善的最优组合方式。文章研究成果将为类似廊道内选择合适的通风方式、设备调控及系统优化提供指导。     

西藏色季拉山急尖长苞冷杉林线小气候特征

利用自动气象观测站持续对西藏林芝色季拉山东坡急尖长苞冷杉Abies georgei var.Smithii林郁闭上限(海拔4 320m)数据进行观测,分析林线气候特征如下:1林线空气温度年变化呈现单峰型曲线,年均气温为0.56℃,年温差可达17.6℃;林线年降水总量为1 480.2mm,集中于春夏季节,具有明显的干湿季节变化;林线空气湿度较高,高于河谷地带,年变幅仅有25%,空气湿度年变化较小.2太阳总辐射、光合有效辐射和紫外辐射量年变化均呈单峰曲线,辐射量以12月最低,8月最高.3林线盛行南风和东南风,年平均风速为1.77m/s;以冬春季节风速大.4林线土壤含水量有明显的垂直变化,土壤含水量从10cm土层到100cm土层变化范围为5.25%~19.02%;林线地表土壤温度变化剧烈,年温差可达22.41℃,地表以下土壤温度变化较为平缓,土壤温差随着深度逐渐递减.     

建筑布局对住区风热环境的影响分析与优化策略

为了改善住区内部公共空间的热舒适性,通过对天津市中心城区内16个典型住区夏季室外温度和风速空间分布进行比较,分析建筑布局与风热环境的关系,并提出不同类型住区热舒适性优化的空间设计策略。结果表明：在微风条件下,昼间15:00:00左右住区内部空气温度空间差异最大,并且各住区内部都形成低温区,其中多层行列式住区低温区面积较小,平均空气温度比其他3个住区平均空气温度高0.3℃左右;昼间住区内部根据平均辐射温度在空间上分为高温区和低温区2个部分,高温时段所有住区低温区面积小于住区面积的20%;低层小街坊住区平均风速最小,高层高密度住区平均风速最大,风速比相差0.19;高温时段,住区空气温度和风速随建筑密度的增大而减小,住区空气温度和风速随天空视域因子的增大而增大,住区风速随建筑高度的增大而增大;通过加密路网、减小建筑密度、增大东西向建筑围合和增大主导风向建筑间距等方法,可以改善夏季高密度住区室外热舒适性。     

逆流式露点蒸发冷却器的参数分析及结构优化

以ISO 7730作为热舒适标准，模拟分析侧进风露点蒸发冷却器在干燥较热地区的适用性。综合考虑产出空气温度、冷却效率和制冷量，采用有限元法对蒸发冷却器的运行参数和几何参数进行优化，研究了一次风入口速度，一二次空气风量比，通道间距和通道高度对系统冷却性能的影响。结果表明，随着一次风风速的增加，产出空气温度和制冷量都会提高，在送风参数满足要求的前提下，可通过增加一次风风速来增加制冷量；当一二次空气风量比为0.4,通道间距为5 mm时，在一次风入口速度为1～7 m/s的范围内，通道高度大于0.8 m的露点蒸发冷却器满足热舒适要求。同时，换热面积一定，通道长宽比越大，冷却性能越好。     

基于正交试验法的大型客机座舱气流组织优化及热舒适性分析

大型客机座舱的舒适性研究对我国自主研发的大型客机的市场竞争力具有重要意义．良好的气流组织是座舱舒适性的重要保证。而开展针对具体机型的气流组织优化研究是我国发展大型客机的突破点之一．为此,首先用真实MD-82客机座舱的气流和温度的试验数据验证了计算流体力学（CFD）模型,同时依据正交试验法安排了18个送风方案;然后用验证的CFD模型对18个送风方案进行了数值模拟,以座舱内垂直温差及局部风速为试验指标对其进行了评价,得出了试验中的最佳送风方案;最后对得出的最佳送风方案进行了热舒适性分析．研究结果表明,所采用的非定常RNG肛碳型能够合理地预测客机座舱内的空气流动．影响客机座舱气流组织最重要因素是行李架附近风口的送风速度,而天花板附近的侧壁风口送风角度对气流组织影响较小．优化得到的最佳送风方案能够营造热舒适性良好的座舱环境。预测平均热感觉指标约为-0．2．