用CFD对空调房间进行数值模拟.ppt

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1、用CFD方法进行空调房间气流组织模拟设计者：易聪华徐娓指导教师：钱宇陆恩锡前言设计任务设计方案设计内容模型建立模拟结果与分析结论体会顶部送风底部送风侧面送风设计任务用CFD方法分别对采用传统送风方式和置换通风方式的空调房间的气流组织进行模拟和优化，得到不同情况下的温度场和速度场，并进行比较。设计方案选择层高分别为3米和4.5米的两个空调房间进行模拟算例选择设计及优化方法1、根据实际情况建立几何模型和数学模型；2、利用PHOENICS程序对模型进行模拟和预测，考察气流流型以及工作区参数（温度，速度），并进行优化，直到满足人体舒适要求为止；3、在上述优化完成后，对两种空调方式进行比较。设计内

2、容（一）模型建立一、几何模型房间尺寸：6m*3.3m*3m二、数学模型在本设计中采用标准k－ε模型，它经证明适用于模拟室内气流流动这种高雷诺数的情况。三、控制方程连续性方程：动量方程：能量守恒方程：四、边界条件在不考虑人体的空态下进行前、后和左面的墙体作为内墙右面的墙体作为外墙每个灯具负荷为60W设计内容（二）模拟结果与分析一、层高3米房间，传统送风方式1、温度场Z为0.1米处温度场Z为1.1米处温度场Z为1.6米处温度场y为1.65米处温度场一、层高3米房间，传统送风方式2、速度场Y为1.65米处速度场x为1.5米处速度场二、层高3米房间，置换通风方式（底送风）1、风口布置方式置换通风

3、：在房间的下部布置风口，低速送入新风新风温度低，受热上升，依靠自然通风作用带走工作区的热量和污染物，通过上部风口排除的空调方式。二、层高3米房间，置换通风方式（底送风）2、温度场Z为0.1米处温度场Z为1.1米处温度场Z为1.6米处温度场y为0.8米处温度场二、层高3米房间，置换通风方式（底送风）3、速度场Y为0.8米处速度场X方向送风口处速度场三、层高3米房间，置换通风方式（侧送风）1、风口布置方式三、层高3米房间，置换通风方式（侧送风）2、温度场Z为0.1米处温度场Z为1.1米处温度场Z为1.6米处温度场x为3.8米处温度场三、层高3米房间，置换通风方式（侧送风）3、速度场x截面送风

4、口处速度场z截面送风口处速度场回风口速度场四、层高3米房间，置换通风方式（侧送风改进）1、风口布置方式增加一个风口不等间距布置，两侧风口靠近壁面四、层高3米房间，置换通风方式（侧送风改进）2、温度场比较改进前，Z为1.1米处温度场改进前、X截面方向温度场改进后，Z为1.1米处温度场改进后、X截面方向温度场五、不同层高不同送风方式温度场的比较1、z为1.1米截面上温度场比较层高3米，传统送风，z为1.1米处层高4.5米，传统送风，Z为1.1米处层高3米，置换通风，z为1.1米处层高4.5米，置换通风，z为1.1米处2、x方向截面温度场比较层高3米，传统送风层高4.5米，传统送风层高3米，置

5、换通风层高4.5米，置换通风五、不同层高不同送风方式温度场的比较结论采用传统送风方式的空调房间，大部分工作区域的温度都在24℃到26℃之间，并且工作区垂直温差不超过3℃，满足人体舒适要求；但是在风口下方风速较大，人员不宜长时间停留；置换通风是将新鲜空气直接低速送入工作区，在热源的对流作用下实现温度分层。温度下低上高，除风口处外，工作区的温度场比较均匀；置换通风更多的体现了以人为本的设计理念，把室内的控制对象从原来室内全空间改为人员活动空间；置换通风方式可以减少送风量，实现节能目的，对高大空间建筑更能显示其优势。体会（一）置换通风改进的方向是：合理设计送回、风口位置，尽量使新鲜空气低速地、

6、水般地扩散到整个室内地面并形成空气湖，利用热源引起的热对流气流使室内产生垂直的温度梯度。体会（二）本设计在不考虑人体和办公桌等用具的空态条件下进行。在实际情况下，人体等集中在下部的热源将使置换通风的温度场更加合理；但同时，由于它们的阻隔作用，流场将受到影响，这在设计时必须注意。Thanks