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1、第14卷第5期哈尔滨理工大学学报Vol114No152009年10月JOURNALOFHARBINUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYOct.2009安装新风换气机房流场及温度场数值模拟研究李九如,杨黎(哈尔滨理工大学机械动力工程学院,黑龙江哈尔滨150080)摘要:以计算流体力学和传热学为基础,建立了装有新风换气机房间三种气流组织形式的物理及数学模型.运用k-ε模型和SIMPLEC算法对装有新风换气机房间的流场及温度场进行了数值模拟,给出了温度场及流场的数值结果,分析了三种不同气流组织形式对室内流场及温度场的影响.关键词:新风换
2、气机;温度场;流场;数值模拟中图分类号:TH43文献标志码:A文章编号:1007-2683(2009)05-0127-04NumericalSimulationofFreshAirExchangerEffectingIndoorEnvironmentLIJiu2ru,YANGLi(SchoolofMechanicalandPowerEngineering,HarbinUniversityofScienceandTechnology,Harbin150080,China)Abstract:Basedoncomputationalfluiddynamicsand
3、heattransfertheory,thepaperbuildsthephysicsandmathematicsmodelofthreeairflowformsintheroomequippedwithoutdoorairexchangedevice.Thepaperusesk2εmodelandSIMPLECalgorithmtosimulatetheflowfieldandtemperaturefieldoftheroom,thenumericalresultsoftemperaturefieldandflowfieldareattained,andt
4、heeffectsofthreeairflowformsonindoorflowfieldandtem2peraturefieldareanalyzed.Keywords:outdoorairexchangedevice;temperaturefield;flowfield;numericalsimulation新风换气机能消除室内空气污染和改善室内空内空气流动的特性,3种风口布置方式如图1所示.气品质,并能对排风的热量进行回收,逐渐被使用在很多场合.在使用新风换气机的房间,用CFD模型(计算流体流动模型)进行数值模拟,得出室内温度场和流场的分布,进而对室内
5、空气品质进行评价,对新风换气机在使用中进一步减少能耗、选择和改良机型及选择最佳安装方案,具有一定的理论指导作用.1模型的确立图1物理模型示意图111物理模型的简化通过对三种不同气流组织形式的模拟来讨论室对装有新风换气机房间的物理模型作如下收稿日期:2007-08-29基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目资助(10551071)作者简介:李九如(1970—),男,博士,教授,E2mail:hrblijuru@sina.com.©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsr
6、eserved.http://www.cnki.net128哈尔滨理工大学学报第14卷简化:表1求解模型常数取值1)忽略房间内的桌子、衣柜、灯饰品、电子器件c1εc2εc3εcμσkσs等突起物体;11441192101091101132)将模型简化成空间尺寸为:长×宽×高=5m×4m×3m的长方体;2边界条件及网格的划分3)空气密度看作常数,气体按不可压缩计算;4)假设由新风换气机送入室内的空气与室内211边界条件的确定空气的混合是瞬时达到平衡的.1)进口速度边界条件:采用速度边界条件,取112数学模型送风口速度Vin=315m/s,送风温度为301K,速
7、度质量守恒:定义方法为垂直于边界,湍流定义方法采用湍流强5ρ5度和水力直径相结合,紊流强度k取1%,水力直+(ρui)=0(1)5t5xi径为动量守恒:2abdi=555p5τija+b(ρui)+(ρuiuj)=-++ρgi+Fi5t5xi5xi5xj其中:di为水力直径;a,b为风口的长宽.(2)文中通风口尺寸为:长×宽=012m×0115m,能量守恒:计算得水力直径为011714m.5555T2)出口速度边界条件:由于入口条件比较充(ρh)+(ρuih)=(k+xkt)+Sh(3)5t5xi5xi5xi分,出口边界条件设置为没有太多约束的Outflow
8、.标准k-ε双方程模型是以湍流动能k和它的3)壁面边
