兰州交通大学国际会展中心报告厅气流组织的CFD模拟研究

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近年来，随着大型学术报告和学术讲座的召开，报告厅在高校中扮演的角色越来越重要，其室内温湿度和洁净度也得到了广泛重视。气流组织作为空气调节的一个重要环节，对室内的热舒适环境和空气品质有着决定性的影响，直接关系到室内的温度、湿度、洁净度、空气流速以及空调能耗等。兰州交通大学国际会展中心报告厅的中央空调系统由于存在一些问题，一直没有发挥其作用，近几年一直使用5台柜式空调机代替中央空调进行制冷。然而对于体积如此庞大、人员如此密集的公共活动空间，采用柜式机制冷显然达不到舒适性要求，并且能源耗费也非常严重。为了找出报告厅空调系统运行不良的症结所在，本文利用 FLUENT软件，对不同气流组织形式下的温度、速度和CO2浓度场进行三维模拟，最后对计算结果进行后处理。
　　本文共选取了六种气流组织方案，它们分别是：风口规格为240mm×240mm时上送上回的气流组织形式，风口规格为300mm×300mm时上送上回的气流组织形式，风口规格为360mm×360mm时上送上回的气流组织形式、风口规格为240mm×240mm时上送下回的气流组织形式，风口规格为300mm×300mm时上送下回的气流组织形式和风口规格为360mm×360mm时上送下回的气流组织形式，其中所有送风口均为方形散流器。回风口为单层格栅式回风口，在上送上回气流组织形式中回风口均设在屋顶下1m的位置，尺寸为900mm×600mm；在上送下回气流组织形式中均设在地面以上1m的位置，尺寸为1200mm×600mm。选取模型中的三个典型断面，分别对六种方案下的速度、温度和CO2浓度在三个断面上的变化情况作比较，最后对结果进行分析，再用技术指标和经济指标对气流组织进行评价。最终可以得到以下结论：
　　（1）由于报告厅层高较高，在上送上回气流组织形式下，当送风速度较小时，新风来不及跟室内空气进行充分的热交换便排出室外，导致温度和CO2浓度均偏高，不能达到设计要求；而较高的送风速度又使人有吹风感，不满足舒适性要求。
　　（2）在上送下回气流组织形式下，由于送风气流可以与室内空气进行充分的热交换，所以对CO2排出很有利。当送风速度较大时，人员有吹风感；送风速度较小时，热舒适性和室内空气品质都能达标。
　　（3）对上送上回气流组织形式中气流组织效果最好的方案二和上送下回气流组织形式中气流组织效果最好的方案六进行对比，发现尽管方案六的送风速度小于方案二，但由于气流组织形式的不同，其室内空气品质仍然优于方案二。因此可以得出气流组织形式是决定室内空气品质好坏的最关键因素。
　　（4）对六种方案进行气流组织评价，得出方案一和方案六的温度和速度不均匀系数均低于其他四个方案，但方案一符合给定条件的测点比例低于方案六，并且能量利用效率也远远低于方案六。方案三的能量利用效率虽然很高，但其他参数不符合要求。其它几个方案舒适性和经济性都较差，因此，方案六最适合报告厅。

著录项

作者
赵娟;
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作者单位

兰州交通大学;

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授予单位兰州交通大学;
学科供热、供燃气、通风及空调工程
授予学位硕士
导师姓名文继卿;
年度 2015
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类各种房屋空气调节;
关键词
气流组织; 计算流体力学; 数值模拟; 空气品质; 空气调节;

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