碰撞射流通风方式的研究.doc

碰撞射流通风方式的研究 哈尔滨工业大学 李晓冬 董雷 摘 要：介绍了碰撞通风的基本原理和基本特性，通过对实验数据和模拟结果的比较，证实了运用Airpak模拟碰撞射流通风是可行的并比较了分别采用置换通风和碰撞射流通风室内的温度、速度、空气龄、PPD，最后指出由于它结合了混合通风和置换通风的优点所以碰撞射流通风是一种有前途的通风方式。 关键词：碰撞射流通风；置换通风；Airpak; Investigation of impinging jet ventilation Abstract：This paper focuses on the theory of a new impinging jet ventilation system and its performance. Comparing experimental data with Airpak simulations, Airpak can be used to simulate impinging jet ventilation. Certain parameters (i.e. temprature、velocity、PPD )of impinging jet ventilation and displacement ventilation. are compared .Finally because combined mixed ventilations and displacement ventilation. Advantages, so impinging jet ventilation is a promising ventilation. Key：Impinging jet ventilation; Displacement ventilation；Airpak; 1 引言 我国目前舒适性建筑通常采用的是混合通风方式，该方式的通风效率和能源利用率低，自从７０年代石油危机以后，由于能源短缺世界各国普遍采取了建筑节能的措施，减少空调换气次数，从而造成室内空气质量的严重恶化，严重影响了人们的健康，各种疾病显著增加，又出现了“病态建筑综合症”等等，因此人们不断寻求即能节能又能改善室内空气质量的通风方式。 为了改善室内空气质量，就要控制室内的气流组织。因此，合理设计室内的气流组织形式能够改善室内的空气品质,于是置换通风于上世纪８０年代起源于北欧，它将新鲜空气直接送入工作区，从而提高了工作区的空气的品质和通风效率[1]。但是由于送风温度低为了保证工作区不产生吹风感，送风速度小，当遇到热源的阻挡后气流有可能无法到达热源后面的某些区域，从而使房间某些地方空气品质降低[2]。置换通风的送风口位置使施工比较麻烦限制了它在我国的广泛应用由于该通风只适合夏天供冷不适合冬天供热，因此，供冷供热需要两套独立空调系统，增加了空调系统的初投资[3]。 上述缺点限制了置换通风的应用，为了克服置换通风的缺点，基于碰撞喷射通风并被誉为“the Air Queen”新的气流分布形式首先在瑞典出现并得到发展[4]。 2 碰撞喷射通风的原理 碰撞喷射通风方式是在置换通风的基础上发展起来的，它结合了混合通风和置换通风的优点，通过喷口将具有较高的动量的空气(送风口的速度大约2m/s)在距地面一定的距离向下送到地面，气流碰撞到地面时动量急剧衰减并向四周扩散但仍有足够的动量到达较远的地方从而克服了置换通风有些地方气流无法到达的缺点改善了室内空气品质，扩散的气流遇到热 源被加热在浮力的作用下向上运动，成为室内的主导气流，室内的气流分布也近似于活塞流，新鲜清洁空气直接送入工作区，先经过人体，这样保证人体处于一个相对清洁的空气环境中， 从而有效的提高了工作区的空气质量[2]． 3碰撞喷射通的基本特性 国内尚没有人对碰撞喷射通风系统进行研究，不过国外近十年来有很多人开始研究自由和碰撞喷射现象，并通过研究不同结构的紊流喷射到平板上的冲击发现碰撞喷射过程分为不同的区域(自由喷射区;碰撞偏斜区；地面喷射区)为碰撞喷射通风提供了理论依据。 Beltaos and Rajaratnam给出了碰撞喷射区的详细情况并把应用于自由喷射区和地面喷射区的理论范围扩大[5]。 Gutmark通过对二维碰撞喷射中心线紊流情况的研究发现在距喷口超过喷口和平板距离75%的区域，喷射不受平板的影响，喷射的紊流特性从自由喷射变为碰撞喷射[6]。 T.Karimipanah 和H.B.Awb研究了图1-1所示的碰撞喷射结构并把喷射过程分为3个区域：⑴自由喷射区；⑵碰撞偏斜区；⑶地面喷射区，不同区域之间存在着过渡区。在假设碰撞喷射表面的速度分布和地面喷射的速度分布（如图1-2）相同且离中心不同的距离处沿y轴的无量纲的速度分布也相同的前提下得到了