一种自动捕风装置排风特性的实验研究

《一种自动捕风装置排风特性的实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、一种自动捕风装置排风特性的实验研究北京工业大学霍廖然陈超薛亚宁赵玉清摘要本研究重点对所研制的自动捕风装置在风压和热压共同作用下的排风性能进行了实验研究。基于北京地区2009年6月（夏季）和2010年1月（冬季）室外风环境条件下的实测数据分析结果表明：北京地区冬、夏季有近一半的时间，可利用本自动捕风装置实现房间的排风换气。夏季典型天，自动捕风通风系统的排风口平均可无动力排除室内污浊空气104m3/h，相当于为3x4x3（高）的房间提供了约3次/h换气次数的排风量；冬季典型天的排风量为302m3/h，相当于为3x4x3（高）的房间提供了约8次/h换气次数

2、的排风量，通风与节能效果明显。E词自动捕风装置；排风特性；风压与热压；实验研究1问题提出为室内人员提供良好的居住和工作环境，足够的新风供给是必不可少的。自然通风作为一种被动式通风方法，不消耗机械动力，即讨提高室内人员的舒适感。有学者认为，一天开窗通风3次基本就能够维持店室內空气的新鲜，可使致病微生物减少60%m。因此，只要利用自然通风设备实现-天累计减少室内微生物的效果，满足人员在一定吋间段内对房间空气的满意度，即达到了通风换气的0的。开窗通风迅然是最为简单的&然通风方式，似是M•可控性较差，很多情况不能K接通过开窗实现通风。例如对于冬季寒冷的地区，

3、即使微微开窗也会造成室内热负荷蹭加；或者由于房间密闭性耍求，不宜开窗或开窗而积不够。针对以上问题，国内外有很多建筑利用安装在屋顶的A然通风设备实现眞有较高付控性的自然通风［2_61。利川白然通风的方沈，从室内排除污浊的空气或向室内补充新鲜的空气,都可实现房间的通风换气。木文在以往研究的基础上［7_1Q1,重点研究所研制的fcl动捕风装置在风压和热压共同作用下的排风性能。2自动捕风装置基本原理2.1自动捕风装置及其系统构造原理本研究主要通过实验的方法对B动捕风装S排风效果进行研究。于北京工业人学暖通实验室搭建了动捕风装置及其然通风系统实验台（图1）。t

4、b动捕风装置安装在2层楼高的屋面（约10m高）。为避免新风与排风规路，将新风管和排风管分别从两个不同的窗户接入室a,自动捕风装置排风口直径为350mm，室内排风口尺十为200x300mm。I冬I1通风系统构造示意阁2.2自动捕风装置自然通风基本原理ti然通风的动力源主要有风压通风和热压通风两种。房问开II的通风动力由该开口处的室内外压差决定。当室内压力高于室外，开口排风；当室内压力低于室外，开口进风。2.2.1风压作用下的自然通风针对于本研究所搭建的自动捕风装置及其通风系统而言，当室外有风的条件卜，就会在自动捕风装S的周围产生不同风压分布，形成风压作

5、川K的tl然通风。风压值可通过下式计算，称为空气动力系数，其值为正，说明该点风灰为正；其值为负，说明该点风压为负。v2Pa⑴式中K一空气动力系数；Vlv.——室外空气流速，m/s;pw——室外空气密度，kg/m3。针对于本研究提出的白动捕风装置，充分利川了室外风压的作川。其构造原理如图2所示。因其挡风板的作用，可以A动调整装置进fli门和来流风向间的角度，前期研究表明：当室外风速不低干0.5m/s时，无论室外风向如何，该自动捕风装置均能快速调整其方向，使其排风口始终处在背风负压区，即值始终为负，在风压的作川K将室内污浊空气排出室外。阁3为应用数值模拟

6、软件fluent计算得到的，当来流风速为lm/s吋，自动捕风装置内部及其周围风压的分布情况。由图可见，室外主导风速lm/s时，在自动捕风裝置的进风侧，位于向动捕风裝置进风口的正压值最大,为1.2Pa;排风侧，位于排风口的负压值最小，为-0.6Pa。风向1进凤管2排M管3对风装置I冬12自动捕风装置原理图（俯视图）图3装置內部及周嘲风乐分布（俯视阁）2.2.2热压作用下的自然通风自动捕风装置安装在建筑顶部，距地面有一定的高度，当室内外存在温度差时，将在系统内造成热压作川下的自然通风。当室外无风或微风条件下，仅在热压作川下的排风U的空气流动方向由其出口的

7、余压决定，即排风口处的压力和大气压力间的差。式（2）为该余压的计算表达式，Pv〉0时，系统叫外排风（图4a））;<0时，系统由外向内进风（阁4b））。P—L-Pj⑵式屮：h通风U距离中和面的距离；pM.室外空气密度，kg/m3；pn室外空气密度，kg/m3oa）上部排风b）上部进风阁4不同温度分布时热压通风2.2.3风压热压共同作用下的自然通风除以上两种情况，ft动捕风装置及其通风系统绝大部分时间是在风压和热压共同作用下的通风。此时，tl动捕风装置排风口处内外伍差由计算。压差值为正，该排风U实现排风功能。当排风口处在来流风向的背风区，/C值永远为负，

8、因此-A.始终为值，风压的作用始终加强内外压差，提供排风动力。当A,，〉A,吋，P/也为正，为正，自动捕风装