博物馆颗粒物沉降模拟

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1、博物馆颗粒物沉降模拟分析姓名：　陈淳学号：2005013020指导教师：赵彬老师指导研究生：赵恒杨彩青建筑环境学课程报告选题背景建筑环境学的一个很大的分支就是对于室内环境的研究。室内的颗粒物沉降很有可能对保存在室内的物品造成污染或者化学伤害。特别对于博物馆而言，由于室内保存了许多对人类文化有重要意义的珍贵文物，所以如何尽可能的降低颗粒物沉降对珍贵文物的损坏是非常值得研究的！主要任务1、通过模拟分析得出颗粒物沉降的特点。2、以某博物馆为研究对象，计算其颗粒物沉降量。3、提出改进措施。总体思路3、根据公式计算出博物馆竖直壁面以及天花板的颗粒物沉降量Ｊ，单位为。1、小室

2、模拟加上外文文献实验数据对比验证得出颗粒物沉降速度，单位为。2、利用CFD方法得出博物馆室内颗粒物浓度场，进而得出近壁面处颗粒物浓度，单位为。小室模拟求颗粒物沉降速度1、小室模型小室的尺寸是，在距天花板中央13.5cm处有一个额定电压为12V的电风扇。设置风扇的目的在于将小室内的气流充分混合均匀，使得流体边界层处的颗粒物浓度近似等于整个小室的平均浓度。2、流场计算工具：Fluent软件湍流模型：RNG-K-e模型边界条件：风扇性能曲线Z=0.5m横截面的流场分布X=0.5m横截面的流场分布流场整体分布3、DPM颗粒物沉降统计工具：Fluent中的离散项模型（DPM

3、）类型：有浮升力作用边界条件：壁面为吸附性壁面粒子密度：1000g/m3粒子发射数量：10000个跟踪步长：100000步粒径/μm0.050.10.20.51沉降数量/个58555250485038903110粒径/μm23579沉降数量/个26052855315055506250不同粒径颗粒物沉降个数4、小室平均浓度计算工具：a)Fluent颗粒物轨道统计功能b)轨道文件—浓度场转换程序颗粒物轨迹不同粒径颗粒物平均浓度粒径/μm0.050.10.20.51平均浓度/个/m35.05E+076.28E+079.15E+071.09E+081.02E+08粒径/μ

4、m23579平均浓度/个/m31.52E+081.48E+089.74E+073.75E+073.11E+075、颗粒物沉降速度沉降速度等于沉降个数除以竖直壁面面积，再除以粒子浓度。粒径/μm0.050.10.20.51沉降速度/m/s7.91E-067.10E-066.32E-065.22E-064.18E-06粒径/μm23579沉降速度/m/s3.73E-063.86E-064.49E-067.91E-069.04E-066、数据对比验证将外文文献中的实验数据与模拟数据作于同一图中。粒径/μm0.050.10.20.51沉降速度/μm/s17106.64.4

5、3.3粒径/μm23579沉降速度/μm/s1.42.23.62230文献中的颗粒物沉降速度实验数据CFD方法求博物馆室内颗粒物浓度1、博物馆模型建立此博物馆除主体的两层建筑外，室内西侧还有一戏台，送回风口拟设于二层顶部天花，空调机组安装于顶棚木质梁上，整个顶棚作为静压箱向室内送风。2、参数设置夏季工况送风温度[℃]送风相对湿度[%]送风量[m3/h]设计室温[℃]设计相对湿度[%]218567202760冬季工况冬季未进行空气处理，故参考实测博物馆内12月平均气温和相对湿度作为冬季送风参数，即0.22℃，17.32%。3、截面选取水平断面：z=1.5m和3.5m

6、垂直断面：y=1.0m和4.0m室内人员数量：按照10人，散热量按100W/人计算，散湿量按轻劳动计算，184g/h·人，人员设置于一层大厅及戏台一层区域4、计算结果夏季工况流场分布z=1.5mz=3.5my=1.0my=4.0m夏季工况颗粒物浓度分布为了普适考虑，结果显示的是无量纲化的颗粒物分布。z=1.5mz=3.5my=1.0my=4.0m冬季工况流场分布z=1.5mz=3.5my=1.0my=4.0m冬季工况颗粒物浓度分布为了普适考虑，结果显示的是无量纲化的颗粒物分布。z=1.5mz=3.5my=1.0my=4.0mC——该点的无量纲化颗粒物浓度C’——该

7、点的实际浓度Cin——送风颗粒物浓度Cout——回风口处颗粒物浓度由于馆内采用三级过滤，可认为Cin近似为0。计算结果颗粒物浓度计算公式室内人数/人回风口浓度Cout/g/m3夏季平均浓度/g/m3夏季最大浓度/g/m3冬季平均浓度/g/m3冬季最大浓度/g/m3100.080.040.09520.0560.232计算博物馆颗粒物沉降量根据公式可以得到不同粒径的颗粒物的单位时间单位面积沉降量。由于博物馆中文物异常珍贵，故不但平均的单位时间沉降量必须低，最大的单位时间沉降量也必须较低，故研究最大沉降量是有意义的。粒径/μm0.050.10.20.51夏季最大沉降量/

8、g/m2*