影剧院建筑内置换通风方式的优化设计

为了更好地研究置换通风方式在影剧院建筑内的应用,采用CFD方法,对影剧院内采用地面附近侧送风形式的置换通风进行了数值模拟．计算结果显示,CFD技术能够较好地应用在影剧院建筑内置换通风方式的优化设计方面,并能够得出比较合理的设计参数．在原有设计的基础上,通过合理地调整风口位置及送风参数获得了较好的通风效果．把CFD技术引入到对影剧院建筑内空调系统气流组织方案的设计中,有利于地面附近侧送风方式的应用,也有助于节能措施的推广与实施．     

侧墙上置风口置换通风规律实验研究

针对侧墙上置风口置换通风方式,测试了房间非等温送风射流发展的速度场和室内空间的温度场,利用送风射流无因次速度变化曲线,分析了组合射流发展规律及其对通风效率的影响,基于送风速度与热源强度双因素,阐明了耦合作用对通风效率的影响,并指出了风口结构对通风效率的影响.     

气流组织对负压隔离病房排污效率的影响

实验研究了气流组织对负压隔离病房排污效率的影响.在病人口部散发SF6示踪气体,通过测量医护人员呼吸区域的污染物浓度,比较了8种气流组织的排污效率,并通过降低换气次数进行了节能研究.研究结果表明:在顶送风的送风方式中,排风口位于病人头顶效果较好;在矢流风口送风方式中,排风口位于病人床侧效果较好,且当换气次数分别降低到8次/h和6次/h时,对医护人员仍有较好的保护效果.     

动物实验室通风熏蒸过程的模拟研究

动物实验室在启用前需要进行熏蒸彻底灭菌消毒以保证室内洁净. 通风系统熏蒸是在送风管与排风管之间加入熏蒸气体发生设备,通过室内空气循环来促进熏蒸气体扩散. 为了研究通风系统熏蒸过程气体浓度分布的影响因素,用icem建模以及fluent软件对该过程的不同的时间、换气次数、送风形式及温度分布状态下多工况的气流组织进行瞬态模拟,预测并分析熏蒸气体浓度和湿度的分布规律. 得出使熏蒸气体快速达到灭菌程度的最小换气次数随时间延长而减小,改变送风形式可以减少实验台附近的涡流,室内温度随高度降低有利于熏蒸气体快速扩散的结论,以便对熏蒸灭菌进行更有效的控制,对于指导动物实验的安全进行有重要意义.     

室内3种送风方式下人体气溶胶颗粒数值模拟

目的探讨空调房间不同气流组织形式下,人体持续说话散发气溶胶颗粒污染物的运动分布规律,探求空调房间合理的气流组织形式.方法运用CFD—fluent6.2模拟软件对空调房间上送下回、顶送下回及下送顶回3种送风方式进行模拟研究.分析不同送风方式下人体散发气溶胶颗粒的质量浓度分布及传播距离,房间换气次数对气溶胶污染物的质量浓度影响.结果顶送下回送风方式5次/h换气时气溶胶颗粒运动距离为1.5 m,而10次/h换气时气溶胶颗粒运动距离为1.0 m.结论相同换气次数下,顶送下回送风方式室内空气质量较佳.随着换气次数的增加,室内同一位置污染质量浓度降低,颗粒物传播范围减小.对于顶送下回送风方式增大换气次数不能降低人体感染风险.     

壁挂式空调非定常送风模式的数值模拟

为研究壁挂式空调的非定常送风对室内热舒适性的影响,以某小型多人办公室为研究对象进行送风射流流动的数值模拟研究。针对送风模式,考虑了定常流水平送风、方波水平送风、三角波水平送风和正弦波脉动+扫掠送风4种模式,并对比了人员活动区域的温度及风速的均匀性与降温速率,以及冷气射流的空间分布规律。结果表明：采用方波和三角波的非定常水平送风模式与定常水平送风模式相比,可在人员区域形成更均匀的温度场和更低的平均风速,从而改善热舒适性。但是三角波和正弦波送风会导致冷气在出风口堆积,甚至吸入回风口,导致整体降温速率降低。     

农村装配式住宅侧墙送风系统室内气流组织研究

针对装配式建筑特殊结构形式对暖通空调(heating,ventilating and air conditioning,HVAC)系统新的挑战与机遇,结合置换通风优势以及装配式住宅建筑墙体空间结构特征,开展了装配式住宅侧墙通风系统集成研究.采用数值建模研究手段,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)计算平台,在诠释系统架构与运行方式基础上,重点分析了该新型系统运行效果表征关键环节,即室内气流组织效果.选择了夏季室内三种不同送风模式以及传统射流送风方式进行对比分析,并以风速不均匀系数、空气扩散性能指标以及通风效率等作为系统性能评价指标.研究结果表明:在相同的制冷量限定条件下,大面积侧墙下送上回和中送风工况的风速不均匀系数、空气扩散性能指标、通风效率分别为0.432、0.963、1.279和0.386、0.926、1.574,优于传统射流送风方式的0.552、0.483、1.081.尤其采用中送风模式下,室内工作区内温度较低,在满足室内设计温度的条件下具有节能潜力.该装配式住宅侧墙送风系统,不仅可提高室内热舒适性,而且能一定程度上降低建筑能耗,为装配式建筑与暖通系统的融合与一体化设计开拓了新思路.     

高层民用建筑防排烟系统加压送风量的计算

介绍了高层民用建筑机械加压送风量的基本计算公式,论述了同时开启门数对加压送风量的影响,分析了不同形式的加压送风口的特点,提出了风口形式不同时,楼梯间及前室分别设置加压送风系统所需的加压送风量的计算公式。     

混合与孔板通风下隔离病房内气溶胶扩散特征

对采取混合通风及孔板通风策略下的典型隔离病房内气流组织及气溶胶扩散过程开展了数值模拟研究,以探讨通风策略对病房中气溶胶扩散与沉积的影响．进一步研究了气溶胶颗粒粒径及孔板通风的多孔板开孔率对气溶胶分布的影响．利用文献中试验数据验证了所采用数值模型的准确性．结果表明：相比于混合通风,孔板通风策略可以使病房内的流场、温度场分布更加均匀,并且能加速气溶胶颗粒排出,从而有效降低医护人员的交叉感染风险;小粒径气溶胶颗粒更容易受到流场影响,在病房内扩散悬浮,而大粒径的气溶胶颗粒更容易沉积在地面和病床上;当采取孔板通风时,减小开孔率可以加速气溶胶颗粒的沉积和排出,减少颗粒物在室内的悬浮,降低空气中的病毒感染风险．     

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．     

医院门诊室交叉感染风险基础信息调研与人源特性研究

医院门诊室具有人流量大、病毒负载率高、患者免疫力差、医患间近距离接触频繁等特点，是呼吸道传染病传播的高危场所.本研究首先通过对长沙市两所三甲医院的门诊室开展问卷调查和现场调研，描述了门诊室就诊过程中医患人员行为特征，评估了交叉感染风险，之后基于实验测试和CFD模拟，揭示了患者呼出污染物扩散规律，最后探讨了目前防控措施的有效性.问卷和现场调研结果表明，门诊室防控漏洞较多，即窗户与空调不常开启，通风情况较差，诊室内不设净化器，消毒液使用频次较低，且存在摘下口罩、肢体接触等高风险行为.调研发现，门诊室1名医生1 d最多诊治了70名患者，患者的就诊时长平均为6~13 min左右，诊室内部人员数量最多达到6~8人，且常伴随人员走动，易加速呼出物的扩散，因此严格限制进入诊室的人员数量十分必要.实验测试和模拟结果表明，不同人员呼出物的运动轨迹和峰值浓度之间存在显著差异，展示了复杂的人源特性.呼气模式对于整个过程的峰值浓度影响较小，但呼吸和说话过程会导致面部前方长时间保持高浓度状态.佩戴口罩可以大幅降低污染物水平扩散，但是会造成竖直方向上扩散距离的增加.本研究结果预期为提出和改进门诊室防控措施提供基础数据.     

分层空调下高大焊接厂房双扩散对流

利用计算流体力学技术并结合现场实测分析分层空调系统设计关键参数如送风量、送风速度及分层高度等对某高大焊接厂房室内双扩散对流及通风空调效果和效率的影响。同时,还分析高大焊接厂房分层通风空调系统的适用性。研究结果表明:厂房下部风口排风比宜取为75%;送风量安全系数Ks可取为2.5~4.0;提高送风速度、下部排风口底部安装高度及降低分层高度均无法有效提升厂房通风空调效果和效率;各工况下厂房室内流体运动、热、质输运为双扩散混合或自然对流,焊接表面Nusselt数及Sherwood数基本不变;当厂房焊接烟尘散发量大时,分层空调节能性是一大挑战。将焊接热和污染源简化为稳态散发的条缝形热和污染面源,室内焊接烟尘质量浓度模拟值与实测值较好地吻合,相对误差为11.2%。     

海底隧道半横向通风方式模型试验与数值仿真

为了研究半横向通风方式隧道内风速、风压的分布特点,针对某海底隧道半横向通风方案,建立1∶9的缩尺物理模型与1∶1的三维数值仿真模型,研究了排风孔开启数量与排风孔开启位置对隧道内风速、风压分布的影响。研究结果表明:相同排风动力下,随着排风孔开启数量的增加,隧道内排风量增加,但增加幅度逐渐减小;开启事故位置下游2个排风孔,并固定距事故位置最近的第1处排风孔的位置,随着2个排风孔之间距离的增大,第1处排风孔的排风量增加,烟流扩散至第2处排风孔的行程增加,隧道排烟效率降低。     

普通病房飞沫污染物传播特性与评价

空调病房良好的气流组织能快速地排除室内病人产生的飞沫污染物,从而减小医护及陪护等健康人员的感染风险.通过文献分析给出人体呼吸活动产生飞沫的粒径、数目、速度和温度等基础数据,利用Fluent软件建立普通病房物理模型与飞沫污染物蒸发扩散模型,借助Fluent软件的开放接口UDF(用户自定义函数),编写描述病人呼吸与咳嗽产生飞沫的非稳态速度分布的UDF程序作为速度输入条件,模拟了普通病房在上送上回、贴附射流和上送下回3种典型的气流组织形式下,人体飞沫污染物的传播特性.模拟结果发现,3种气流组织病房中,粒径为0.1～3μm的飞沫在病人与健康人员呼吸区域个数浓度均最大,上送下回气流组织形式病房内健康人员呼气区域的飞沫个数浓度比上送上回低40％,比贴附射流组织形式低近70％,且通风效率更高、排除飞沫污染物的效果更好,建议普通病房采用上送下回气流组织形式以降低室内人员的交叉感染风险.     

一端开敞的地铁区间隧道烟气流动特性及其烟气控制研究

以重庆某一段349 m长的一端连接地下车站另外一端和室外相通的地铁区间隧道为例,开展全尺寸的火灾实验和数值模拟分析,研究一端开敞的地铁区间隧道烟气流动特性。分析火源在隧道中心位置、不同热释放速率条件下隧道内火灾烟气蔓延速率、隧道内烟气最高温度以及烟气温度在隧道纵向分布的特征,并对比分析利用区间隧道事故风口进行机械排烟和机械送风的烟气控制模式效果,提出描述区间隧道断面形状对烟气流动特性影响的参数。研究结果表明:烟气蔓延速率受纵向风速和车站烟囱效应作用影响,火源上游区域烟气蔓延速率较小,烟气回流距离比两端开敞的公路隧道经验公式计算值小,隧道内烟气最高温度比Kurioka预测模型计算值小,隧道顶部上游的烟气温度纵向分布服从指数衰减规律;将隧道烟气最高温升预测模型应用于形状系数小于1的区间隧道需要进一步修正;区间隧道内靠近地下车站的事故风口,采用机械排烟或机械送风模式,可以有效排除着火区间隧道内的烟气;事故风口机械通风量及其运行模式的选择需综合考虑隧道地理形式、火源功率、疏散方式等因素。     

供热效果视角下的碰撞射流通风系统设计研究

碰撞射流通风是目前新兴的一种通风方式,不同的送风口高度和送风参数都会对碰撞射流通风系统的通风效果产生影响,而通风的效率高低直接决定了供热效果的好坏.本论述通过分析不同送风口高度、不同送风速度以及不同送风温差三个因素对供热效果视角下的碰撞射流通风系统产生的影响,为碰撞射流通风系统的设计研究奠定理论依据,以便于更好地服务于人们的生活.     

变压器室3种通风散热方案模拟研究

基于计算流体动力学(CFD)建立了变压器室通风散热系统模型,采用标准k-ε湍流模型对室内变压器的通风散热特性进行了数值模拟研究,获得了室内气流组织的流场、温度场和空气龄的分布规律。探讨了不同的送风方式、风机的使用对室内变压器散热的影响,用空气龄指标对变压器室的通风散热效果进行了评价。研究结果表明:散热器底部使用风机不仅提高了室内的换热效率,改善了室内的散热特性,而且降低了进风口位置设置的要求,提高了进风口布置的灵活性;空气龄与空气的流动和扩散有关,综合反映了房间的通风换气效果,可作为反映室内温度场、速度场分布情况的一个综合评定指标。     

换气量对地板送风房间可吸入颗粒物浓度的影响

可吸入颗粒物浓度是影响室内空气品质的重要因素.为了研究地板送风空调系统室内空气品质,分析了室内可吸入颗粒物浓度影响因素,建立了关于颗粒物浓度的模型,求出其分析解,并提出"颗粒物浓度准稳定时间"因子作为反映房间颗粒物浓度衰减速度的参数.基于该模型的解析结果,发现换气量是通风时对房间颗粒浓度最重要的影响因素.在一间地板送风全比例模型房间内进行了实验,实验验证了所建立的模型能正确有效地预测可吸入颗粒物浓度的变化.结果表明:加大换气量可以使地板送风空调系统室内可吸入颗粒物浓度降低且颗粒物浓度准稳定时间缩短.     

基于CFD技术的负压病房气流组织的数值模拟及分析优化

负压病房对于医疗单位紧急应对新冠病毒等强传染性病菌在院区内发生交叉传染、医护感染等至关重要,原因在于良好的气流组织有利于传染性病菌快速排出。设计相适应的、安全有效的送排风方案对于模块化负压病房的构建来说非常关键。基于计算流体动力学理论,依托多物理场仿真计算软件Comsol,面向雷山医院等应急卫生场所,以负压病房作为研究对象,研究6种常见的通风排风方案对于病菌的排出扩散效率的影响。还对雷山医院病房现有气流组织情况的浓度分布进行探讨和研究,并提出和对比了多组优化方案,得出了较好的通风布置方案。该方案能为以后的模块化施工提供参考,减少病菌传播扩散,更有效保护医护人员。     

大型客机座舱空调通风实验平台搭建及实验研究

为了研究稳态边界条件下大型客机座舱内空调通风气流组织分布,利用一架退役但功能完备的全尺寸真实MD-82型飞机建立了一个座舱空气环境实验测量平台.设计了恒温地面式空调机组为飞机座舱输送空调新风,该机组送风参数满足乘客热舒适性要求并保持恒定,同时飞机蒙皮外表面覆盖两层闭孔海绵保温材料,避免大气温度及太阳辐射对机舱内壁面温度的影响.设计了一套发热假人模型系统,用于模拟座舱真实人体散热情况下的空调工况.利用热球风速仪和超声波风速仪测量了机舱送风速度边界,利用标准水银温度计和热成像仪拍摄获得机舱热边界,为CFD模拟提供精确的边界条件.对送风条缝测量发现,机舱送风非常不均匀.