單面發(fā)熱墻體側(cè)貼附射流數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、隨著科技的不斷發(fā)展，人們對于建筑的節(jié)能及舒適性的要求不斷提高。通過改變送風方式，以求達到舒適節(jié)能的方法受到學術界越來越多的關注。本研究通過搭建存在單面發(fā)熱墻體的豎直貼附射流模型實驗臺，對具有單面垂直發(fā)熱墻體的工況開展實驗研究，探討射流速度、送風口尺寸、送風口位置及墻體發(fā)熱量等因素對射流及室內(nèi)熱環(huán)境的影響。按照單面發(fā)熱墻體豎直貼附射流模型實驗臺的實驗工況，采用ANSYS-CFX軟件進行數(shù)值模擬，研究室內(nèi)溫度場和速度場的變化規(guī)律，探索射流沖

2、入深度及室內(nèi)熱環(huán)境的變化特性。根據(jù)單面發(fā)熱墻體豎直貼附射流模型實驗臺，推導出相似性比例，用模型實驗臺來模擬存在單面發(fā)熱墻體的豎直貼附射流，進一步探討射流沖入深度的影響因素。將實驗所得數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果進行對比分析，論證模型實驗臺及數(shù)值模擬的可靠性。應用多元線性回歸分析方法，在前人的研究基礎上，推導出在模型實驗臺測試條件下，計算射流沖入深度的經(jīng)驗公式，并對不同實驗設計工況條件下的人體熱舒適性進行對比分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴

3、經(jīng)過分析和論證，本課題研究中所搭建的模型實驗臺可用于模擬存在單面發(fā)熱墻體側(cè)貼附射流過程，可用于實驗研究受風壓和熱壓耦合作用下的豎直貼附射流室內(nèi)熱環(huán)境和人體熱舒適特性；⑵通過數(shù)值模擬和實驗研究，歸納、分析、總結(jié)得出送風速度、送風溫度、風口尺寸、風口位置、單面墻體發(fā)熱量及出風口位置對單面發(fā)熱墻體側(cè)貼附射流沖入深度、室內(nèi)熱環(huán)境、人體熱舒適響及能量利用率的影響；⑶在其他參數(shù)不變的情況下，隨著送風速度的增加，射流沖入深度??不斷增加，當送風速度達

4、到0.6m/s后，射流垂直到達房間底部；室內(nèi)平均風速逐漸增大，室內(nèi)溫度逐漸降低；工作區(qū)平面預測平均投票PMV不斷下降，室內(nèi)預測不滿意百分比PPD先下降而后上升，當送風速度為0.4m/s時，PPD達到最小值；⑷隨著送風溫度的增加，射流沖入深度??有所減??；模型實驗臺室內(nèi)溫度整體呈升高趨勢，室內(nèi)平均風速變化不大；工作區(qū)平面預測平均投票PMV不斷升高，室內(nèi)預測不滿意百分比PPD先下降而后上升；⑸隨著送風口尺寸的增加，射流沖入深度??不斷增加；

5、模型實驗臺內(nèi)溫度整體不斷下降，室內(nèi)平均風速呈增大趨勢；工作區(qū)平面預測平均投票PMV隨之變小，室內(nèi)預測不滿意百分比PPD先減小后增大；⑹在本研究所設計的范圍內(nèi)，隨著條縫型風口與發(fā)熱墻體的距離的增加，射流沖入深度??有所減小；模型實驗臺內(nèi)溫度和室內(nèi)平均風速變化不大；工作區(qū)平面預測平均投票PMV有所增加，室內(nèi)預測不滿意百分比PPD略微增大；⑺隨著墻體發(fā)熱量的增加，射流沖入深度??不斷減少，當墻體發(fā)熱量增加到170W/m2時，射流在進入風口之后

6、即改變方向，模型實驗臺內(nèi)溫度不斷增加，風速總體變化不大；工作區(qū)平面預測平均投票PMV隨之增加，室內(nèi)預測不滿意百分比PPD先減小后增大；⑻改變出風口位置對射流沖入深度??的影響不大；模型實驗臺內(nèi)溫度和室內(nèi)平均風速變化不大；出風口在墻體上部時工作區(qū)平面室內(nèi)預測不滿意百分比PPD值略低于出風口在墻體下部的情況；⑼應用 Buckinghamπ定理以及多元線性回歸分析方法，推導出在本課題模型實驗條件下，存在發(fā)熱墻體的射流沖入深度的經(jīng)驗公式。在實際