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高效空氣過濾器送風(fēng)口擴(kuò)散孔板的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)

高效空氣過濾器送風(fēng)口擴(kuò)散孔板的開孔情況影響著室內(nèi)流場、室內(nèi)空氣潔凈度、潔凈室自凈時(shí)間和擴(kuò)散板阻力.對(duì)GF01 1.0型高效空氣過濾器送風(fēng)口擴(kuò)散孔板的開孔情況對(duì)室內(nèi)流場的影響進(jìn)行了數(shù)值模擬,并采用風(fēng)速儀、激光粒子計(jì)數(shù)器和微壓計(jì)分別測量了擴(kuò)散板開孔變化對(duì)室內(nèi)氣流分布、潔凈室自凈時(shí)間和擴(kuò)散板內(nèi)靜壓的影響.結(jié)果表明隨著開孔率的降低,擴(kuò)散板的阻力增大.在擴(kuò)散板擴(kuò)散越均勻、渦流區(qū)和回流區(qū)越小的情況下,潔凈室自凈時(shí)間越短.并且在不同的送風(fēng)量下,形成室內(nèi)均勻流場的擴(kuò)散板開孔情況不同,所以高效空氣過濾器送風(fēng)口擴(kuò)散孔板宜在額定風(fēng)量下運(yùn)行。

關(guān)鍵詞:高效空氣過濾器送風(fēng)口擴(kuò)散孔板;開孔率;氣流場;自凈時(shí)間;靜壓值中圖分類號(hào):TU834　　文獻(xiàn)標(biāo)誌碼:A　文章編號(hào):0493 2137(2006)12 1411 06

亂流潔凈室在潔凈室中占有非常重要的比重.高效空氣過濾器送風(fēng)口是潔凈空調(diào)系統(tǒng)的末端送風(fēng)裝置,它將干凈的空氣送到亂流潔凈室內(nèi),通過稀釋作用,降低室內(nèi)空氣中污染物濃度[1];同時(shí)將污染空氣從回風(fēng)口或排風(fēng)口排出.高效空氣過濾器送風(fēng)口擴(kuò)散孔板有利於送風(fēng)氣流在室內(nèi)均勻擴(kuò)散.因此,有必要通過研究擴(kuò)散孔板開孔情況對(duì)室內(nèi)氣流分布狀況的影響,優(yōu)化擴(kuò)散板性能.　　

筆者從數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)測試兩個(gè)方麵對(duì)高效空氣過濾器送風(fēng)口擴(kuò)散孔板開孔情況的變化對(duì)室內(nèi)速度場的影響進(jìn)行了研究,并測試了擴(kuò)散孔板的開孔情況對(duì)潔凈室自凈時(shí)間以及擴(kuò)散板內(nèi)靜壓值的影響.

數(shù)值模擬　　

在對(duì)風(fēng)口模型的建立基礎(chǔ)、數(shù)值計(jì)算方法、方程模型的設(shè)置、計(jì)算區(qū)域、代數(shù)方程的離散方法和離散格式、求解方法、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)以及加速收斂功能等各個(gè)方麵綜合比較的基礎(chǔ)上[2—7],選用FLUENT商業(yè)軟件,采用標(biāo)準(zhǔn)K ε雙方程模型,并采用求解壓力藕合方程的半隱式方法求解速度場數(shù)值.　

針對(duì)亂流潔凈室內(nèi)的氣流流動(dòng)情況,對(duì)所給的物理模型做以下簡化和假設(shè):　　

(1)假設(shè)室內(nèi)氣流為不可壓縮常物性牛頓流體,穩(wěn)態(tài)流動(dòng);　　

(2)假設(shè)室內(nèi)初始各方向速度值為0,由於潔凈室的換氣次數(shù)較大,送風(fēng)溫差較小,故內(nèi)環(huán)境按等溫處理;　

(3)室內(nèi)無內(nèi)熱源,維護(hù)結(jié)構(gòu)絕熱;　　

(4)由於擴(kuò)散孔板的空氣出流狀況與污染源無關(guān),假設(shè)室內(nèi)無污染源,模擬潔凈室空態(tài)時(shí)的狀況;　　

(5)由於高效空氣過濾器與擴(kuò)散孔板間的距離隻有5cm,則氣流經(jīng)高效空氣過濾器出流方向沿風(fēng)口法線方向處理;入流湍流動(dòng)能k、湍流動(dòng)能耗散率ε值分別按下式計(jì)算

kin=0.5nU2(1)　　　

εin=cμkin2Re/UL(2)

式中:n為所取的入流湍流動(dòng)能為平均動(dòng)能的百分?jǐn)?shù),可在0.50/0～1.50/0,此處取為10/0;U為入流速度,m/s;Re為入流的湍流雷諾數(shù),可按400取值;L為湍流特征長度,m,對(duì)於正方形風(fēng)口取為風(fēng)口邊長;cμ為常數(shù),0.09.　

(6)回風(fēng)口為單層百葉回風(fēng)口,有效出流麵積為500/0,滿足充分發(fā)展段紊流出口模型.

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