客车空调系统课件 第7章 气流组织与风道设计.pptx

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客 车 空 调 技 术第七章?气流组织与风道设计客 车 空 调 技 术第七章?气流组织与风道设计第一节送、回风口空气流动规律第二节气流的组织形式第三节风道设计的基本要求第四节风道的沿程压力损失和局部压力损失第五节送风风道的设计计算第六节风道设计中的若干问题第七章 气流组织与风道设计第七章 气流组织与风道设计第七章?气流组织与风道设计 在空调客车的车室中、经过处理的空气由送风口进入车室,与室内的空气进行热交换后,经回(排)风口排出。空气的进入或排出,必然引起室内空气的流动,而不同的空气流动状况有着不同的空调效果。 空调客车除了要有合适的空气温度和相对湿度外,还对空气温度与风速的均匀程度,即对车室内的温度场和速度场有一定的要求,而室内的温度场、速度场受室内气流流动状况和分布情况的影响很大。 合理组织室内空气的流动,使室内空气的温度,湿度、流速等能更好地满足空调要求和符合人体的舒适感觉。因而必须研究送、回风口的空气流动规律,采用合理的送、回风口结构,实现较理想的气流分布。 气流组织与送风风道的设计与布置、出风口结构、大小、形状和位置等多种因素有关, 良好的设计可以保证室内的温度场和速度场基本达到理想的要求,不至于出现分布紊乱、有 的出风口不出风乃至回风的现象? 影响车室气流组织的因素很多,相互关系也较复杂,目前要想得出 一个包括各种因素的综合规律,即把它们综合起来进行纯理论的计算还很困难。但根据实 践经验、流体力学有关的射流理论等可以分析出气流组织的基本规律,运用这些规律可以使 气流组织和风道设计做到基本合理,满足车室内空调气候的要求。第七章 气流组织与风道设计第一节 送、回风口空气流动规律一、送风口空气流动规律 空气经送风口向车内气体的外射流动称为射流。 由流体力学知,按流态的不同,射流可分为层流射流和紊流射流; 按其进入空间的大小,射流可分为自由射流和受限射流; 按送风温度与室温的差异,射流可分为等温射流和非等温射流; 按喷嘴形式的不同,射流还可分为圆射流和扁射流。 客车空调中遇到的射流,由于送风速度较大和车室空间狭小,多属于紊流非等温受限射流第七章 气流组织与风道设计第一节 送、回风口空气流动规律一、送风口空气流动规律 1. 自由射流 当送风口送出气流的断面尺寸与车室的断面尺寸相比小得多时,可以忽略四壁对射流的影响,使得射流能按一定的规律自由扩散,这种气流就叫自由射流(图 7-1)。 ① 由图中可见,射流喷出后在向前运动的同时,由于紊流的横向脉动和涡流的出现,射流边界与周围气体不断发生横向动量交换,卷吸周围空气一起运动,因而射流流量逐渐增加,断面不断扩大,整个射流呈锥体状。 ② 随着动量交换的进行,射流速度不断减小,首先从边界开始,逐渐扩至核心,其轴心速度未受影响保持v0。不变的部分称为起始段,此后均为主体段。在主体内,轴心速度逐渐减小以致完全消失。起始段的长度取决于送风口的结构尺寸与形状。由于起始段长度很短,空调上主要考虑的是主体段。图 7-1 自由射流示意图一、送风口空气流动规律 1. 自由射流 气流的轴心速度衰减可按下式计算:式中: vx— 射程 x 处的射流轴心速度,m/s; v0— 射流出口速度,m/s; x — 射流断面距出口的距离,m; d0— 送风口直径,m; a — 送风口紊流系数。 紊流系数值反映了送风口断面上速度不均匀的程度,其值取决于送风口的结构型式。a值的大小直接影响到射流扩散情况: a值小,即气流横向脉动小,扩散角也就越小;当a值一定时,射流按一定的扩散角扩展,射流的几何形状也就一定了。 要想增大射程,可提高出口速度,者减小紊流系数;若要增大射流扩散角,可以选用紊流系数值较大的送风口。一、送风口空气流动规律 1. 自由射流 对于图7-1所示的圆断面自由射流来说,实验得出的紊流系数和扩散角存在如下关系:(7-2)? 式 (7-1) 说明: 当送风口结构型式一定,即 a 为定值时轴心速度 vx 将随射程 x 的加大而减小,随送风口直径 d0 及出口速度 v0 的增加而增加。 vx 大说明射流衰减慢、射程长。 a 值增大时, vx/v0 将变小,因而射流消失快。 需要指出的是,式 7-1 仅适用于圆射流,当送风口为方形或矩形时,可化为当量直径进行计算。但当送风口两邻边之比大于10 时,射流扩散仅能在垂直于长边的平面内进行,此时就需按流体力学的平面射流(扁射流)公式进行计算。 试验得出的紊流系数 a 值见表 7-1。表7-1 送风口紊流系数值一、送风口空气流动规律 1. 自由射流? 平面射流的 a 值与扩散角 θ 的关系表明: 射流特征与圆射流相似,但由于运动的扩散被限制在垂直于长边的平面上,因此速度衰减、流量增加均较圆射流慢。一、送风口空气流动规律 2. 非等温自由射流 在实际工

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