洁净室送风口散流板的扩散性能分析-空调制冷网.DOC

洁净室送风口散流板的扩散性能分析 贾猛 刘刚 凌晨 东华大学环境科学与工程学院 摘 要：本文根据计算流体力学的相关原理，以CFD软件为工具，对洁净空调中应用的送风口的散流板进行研究，得出其出风效果及速度衰减曲线等，更加准确地模拟分析了不同形式散流板在洁净室中的速度流场特性。 关键词：散流板洁净室气流扩散The Diffusion Performance Analysis of Diffuser Plate Outlet in Clean Rooms JIA Meng, LIU Gang, LING Chen School of Environmental Science and Engineering, Donghua University Abstract: Based on the relevant principles of computational fluid dynamics, CFD software was applied as a tool for the study of clean air outlet of the diffuser plate. Come out of the wind effect and the speed of its decay curve, even more accurate speed flow field simulation of the different forms of diffuser plate in the clean room. Keywords: diffuser plate, clean room, air diffuser 收稿日期：2011-7-10 作者简介：贾猛（1988-05），男，硕士研究生上海市松江区人民北路2999号东华大学环境学院3137室201620）；E-mail: jiameng565@163.com 0 前言 高效过滤器送风口作为洁净空调系统的末端送风装置，也是通风空调领域应用较多的一类风口。把干净的空气送到室内，在洁净室内通过稀释作用，降低室内空气中污染物浓度，同时将污染空气从回风口或排风口排出[1]。高效过滤器送风口散流板对于扩散送风气流，形成均匀扩散的室内气流流型是非常重要的。目前工程中使用的不同规格型号的高效风口扩散板，形式存在着很大的差异。本篇文章就是针对洁净室内高效过滤器送风口散流孔板形式对扩散效果的影响进行研究，也对今后不同工况下散流板形式选用有一定的参考依据。1 物理模型 本文选用目前常见的两种形式的散流板，如图12。图1为旋流风口散流板，旋流风口工作时利用出风的旋转，将空气以螺旋状送出，产生相当高的诱导比，使送风与周围室内空气迅速混合[2]。与传统的散流器不同，旋流风口的出风槽呈径向排列，风道中的送风经旋流风口出风槽的导向，形成沿切线方向的射流，整个风口的送风在多股射流的作用下，产生一团如台风状的涡流，涡流的中心区域形成一个负压区，诱导周围室内空气迅速地与送风混合，整个送风气流呈稳定的水平扩散流态。图2为多孔散流板是目前应用最为广泛的散流板，在板的下面和四周密布孔洞出风，均匀开孔，产生垂直向下的气流，散流板上圆孔的大小及数量可根据不同的风量和风速要求进行调整设计。 图1散流板A 图2散流板B 散流板安装在过滤器的出风口处，建模时在过滤器下部增加一个2m×2m×2m的单元空间，来分析各散流板出风的效果，见图3。 图3模型网格2 网格划分 计算网格是数值求解过程的基础，流动和传热问题数值计算结果的精确度及计算过程所耗费的时间，主要取决于网格生成的质量及所采用的算法，一个好的离散网格是得到精确解的基本条件，如果网格划分得太粗糙，会影响计算结果的精确性；如果网格划分得太细，就会使计算时间过长，对计算机的要求会提高。 本文用Gambit软件对物模进行网格的划分，采用直角坐标系，对于物理量变化较激烈的区域，如散流板表面等处进行局部加密网格，使得计算的结果更加准确，其外围部分网格稍稀，可以减少节点、节省计算时间。 由于整体模型较为复杂，需要对模型局部网格进行优化。主要是针对散流板模型，通过改变散流板在每条边上的网格单元数量，垂直于物体表面的最初层高度网格单元的高度和网格单元的高度比率，以及物体表面在两个坐标轴方向的最初层高度网格单元的高度和网格单元的高度比率，来改变散流板上及其附近网格数量。3 数学模型和边界条件 在本文的模型中气流流速较高，其流动为湍流，根据文献[34]，模拟时采用标准k-ε模型，在近壁区域采用标准壁面函数法，使用有限体积法对方程进行离散，并用SIMPLE算法进行求解。在建立数学模型前对物理模型做如下简化和假设：过滤器内部及房间内部气体为常物性不可压缩流体；整体流动为稳态；模型中无热源，为等温