对蒸发冷却空调房间气流组织的数值模拟

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1、文章编号：1003—0344(2004)03—014—4蒸发冷却空调房间气流组织的数值模拟杨建坤张旭徐琳(同济大学热能工程系)摘要：应用k-e二方程湍流模型和数值模拟方法对蒸发冷却空调房间的三维温度场，速度场以及热舒适指标进行了模拟，研究结果表明，蒸发冷却空调器能够有效地改善室内热环境，较好地满足了人体热舒适在通风和空气调节方面的要求。常规满足最不利条件时空调要求的设计方案，适用于蒸发冷却空调的设计。关键词：蒸发冷却数值模拟温度场速度场NumericalSimulationofAirflowinEVaporatiVeCoolingRoomYangJi

2、ankun，ZhangXuandXuLin(DepartmentofThermalEngineering，TongjiUniversity)Abstract：Byusingk-￡double-equationturbulentmodelandnumericalsimulationmethods．thethree-dimensionaltemperaturefield，velocityfieldandthermalcomfortindexwerenumericallycalculatedinevaporativecoolingroom．Theresul

3、tindicatesthatevaporativecoolercaneffectivelyimprovethethermalenvironmentintheroomandmeetthedemandofthermalcomfortofoccupants．Thedesignmethodforgeneralair-conditionsystemappliestheevaporativecoolingsystemaswel1．Keywords：evaporativecooling，numericalsimulation，temperaturefield，ve

4、locityfield目前，随着蒸发冷却技术的普及和应用，对蒸发是：蒸发式空调器送人室内的空气状态参数随室外气冷却技术的研究达到了一个新的阶段。已有研究结果象参数的变化而变化，不能像机械式制冷装置一样保表明：蒸发冷却技术在我国西部干燥地区有着广泛的持冷媒输送参数的恒定。此外，基于保持室内空气状适用性”l，采用蒸发冷却技术有着显著的节能价值，大态参数一定时所需要的冷负荷也会随着室外气象条力推广使用此项技术，不仅能有效地改善室内环境，件的变化而变化。因此，常规满足最不利条件时空调而且有着重要的经济收益和环境效应。对蒸发冷却技要求的设计方案，是否适用于蒸发

5、冷却空调器，还有术所涉及的理论和技术问题进行新一轮的研究，是蒸待于进一步商榷，鉴于此，本文采用了以下技术路线发冷却技术继续发展的需要，也是蒸发冷却技术推广(如图l所示)对不同条件下采用蒸发冷却技术的空应用的基础。而借助CFD技术对采用蒸发冷却技术的调房间进行了数值模拟，以此揭示采用蒸发冷却空调空调房间进行数值模拟，是其中的一项必要工作。器后房间的舒适性随室外空气状态参数的变化规律。1研究的思路和方法2空调房间的计算数学模型蒸发式空调器和机械制冷空调装置的最大不同2．1物理模型收稿日期：2003·10·18作者简介：杨建坤(1973·)，男，在读博士研

6、究生；上海市四平路1239号同济大学机械学院热能系(200092)：021·65984243；E·mail：yan~iankun2000@tom．tom第23卷第3期杨建坤等：蒸发冷却空调房间气流组织的数值模拟·15·这里，=j紊流能量传递方程：输入室外e象参数一_【(+)×dK(c-+)一p一卢g：(3)军誓紊流能量耗散传递方程：+每≯一cp￡(4)图1模拟技术路线流程图能量方程：空调房间长5m，宽4m，高3m，见图2。房间内dx=去dx【(c+o．)×dxT】(5)热负荷参数包括人员、照明、设备等的负荷。设定房间在上各式中，“，=cpK／；1，2

7、，3．√=l，2，3；“为速人员2人，房间内有6盏日光灯和2台电脑。计算中，度，p为密度，为分子粘性系数，K为紊动能，s采用上送下回的送风方式，风口均为矩形，其中送风口尺寸为0．8mxO．5m。为紊动能耗散率。矗一s模型中的经验常数可按表1选取表1E模型中的经验常数3计算结果的分析和讨论气象参数对数值模拟的结果有着重要影响，在模拟的过程中，本文选择了我国西部乌鲁木齐地区7月21日10：00~17：00的逐时室外空气状态参数，并把这图2空调房间计算模型图些参数输入到笔者编制的蒸发冷却空调器的计算程序中，计算出蒸发冷却空调器的出口空气状态参数。2．2控制

8、方程具体计算结果如图3所示。空调房间内的气流属于非稳态的三维不可压缩紊流流动，因此在计算中采用当前在计算房间