多孔介质对室内有机挥发物扩散的影响.pdf

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1、第27卷第2期山东建筑大学学报V01．27No．22012正4月J0URNAL0FSHANDONGJIANZHUUNIVERSⅡApr．2012文章编号：1673—7644(2012)02—0160—04多孔介质对室内有机挥发物扩散的影响刘芳，陈宝明’(1．山东建筑大学可再生能源建筑利用技术省部共建教育部重点实验室，山东济南250101；2．山东建筑大学山东省建筑节能技术重点实验室，山东济南250101)摘要：为了研究存在于多孔壁面的封闭腔体中温度、挥发性有机化合物(VOCs)质量浓度的分布特征，本文根据不可逆过程热力学基本原理，建立复合

2、腔体内热质传递的数学模型。采用有限元数值计算方法对控制模型进行求解，得到不同达西数下复合腔体内流场、温度场和VOCs质量浓度场的分布特性。研究表明因多孔介质的存在，系统内的传热传质速度明显降低，而当多孔壁面的渗透率很低(相当于不可渗透壁面)时，传热传质速率降至最低。关键词：多孔介质一纯流体空间；自然对流；传热传质；VOCs扩散中图分类号：TK121．4文献标识码：AInfluenceofporousmediaondifusionofVOCsinroomLIUFang，CHENBao．ming(1．KeyLaboratoryofRenewa

3、bleEnergyUtilizationTechnologyinBuildingofNationalEducationMinistry，ShandongJianzhuUniversity，Jinan250101，China；2．ShandongProvincialKeyLaboratoryofBuildingEnergy—SavingTechnolo—gY，ShandongJianzhuUniversity，Jinan250101，China)Abstract：Inordertostudythedistributioncharactero

4、ftemperatureandconcentrationfieldsofVolatil-izableOrganicComponents(VOCs)inanenclosurewithaporouswall，thenumericalmodelforheatandmasstransferinacompositecavityiSfoundedbasedonirreversiblethermodynamics．Distributioncharacterofflow，temperatureandVOCsconcentrationfieldsfordi

5、fferentDarcynumbersisobtainedbyusingfiniteelementmethodtosolvethemode1．Numericalresultsshowthatvelocitiesofheatandmasstransferaredramaticdeclinedduetotheinfluenceofporousmedium．Thevelocitywouldbere—ducedtoaminimumvaluewhentheporouswallwastakenasanimpermeablewallbecauseofi

6、tssmallpermeability．Keywords：porousmedium—clearfluidregion；naturalconvection；heatandmasstransfer；VOCsdif-fusion的减弱，导致病态建筑综合症日益增加。因室内有0引言机挥发物(VOCs)扩散导致的各种问题已经引起了人们广泛关注，对于室内空气品质的研究也逐渐增近年来，由于装修，装饰的增加，室内空气流通加。许瑛和张寅平分析了单面建材的VOC散发收稿日期：201l一12—13基金项目：国家自然科学基金项目(51076086)作者简介：刘芳(

7、1977一)，女，山东胶南人，讲师，博士，研究方向：传热传质．E-mial：fliu@sdjz~．edu．cn第2期刘芳等：多孔介质对室内有机挥发物扩散的影响161模型，而王新柯，张寅平等建立了双面散发的物l(u·vu)=VP+Pr·VU一瓦Pr·一理模型，分别对VOCs散发过程进行分析。LEE等和ZURAIMI等对有机污染物在室内的扩散一lI·+Pr·Ra·(+N·C)(3)过程进行了数值模拟或调查研究。本文将多孔介质,,／Da与流体空间内的流动综合考虑，对室内VOCs从多·V8=V0(4)孔壁面至纯流体空间的自然对流传热传质进行数值U

8、·VC=1·V。C(5)研究，建立VOCs从多孔壁面内部至室内空间的流其中：U，P，和C分别为无量纲速度矢量、压力、温动及热质传递数学模型，旨在探讨VOCs在两区域度和质量浓度；c为摩擦系数；