247_引射流对厨房排烟影响的数值模拟

《247_引射流对厨房排烟影响的数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、引射流对厨房排烟影响的数值模拟北京建筑工程学院许捷[1]赵静野摘要：在传统的厨房抽油烟机系统中增加向上的引射流，可以利用引射流的卷吸作用带动烟气向上流动，从而达到增强抽油烟机排烟能力的效果。本文利用CFD技术对增加引射流的厨房排烟系统进行了数值模拟和计算。对于不同的送风速度下所模拟出的厨房烟气浓度、密度以及气流组织进行了对比分析，提供了一个相对理想的速度值作为参考。通过模拟结果可以得出，增加引射流能够改善厨房排烟系统的排烟能力，在此基础上提出了一种新型家用厨房抽油烟机系统。关键词：厨房排烟；引射流；CFD模拟Numericalinvestigationofthecita

2、tionjetimpactonthekitchenhoodsystemBeijingInstituteofCivilEngineeringandArchitecture,JieXu,JingyeZhaoAbstract:Foraddingupwardcitationjetintotraditionalkitchenrangehoodsystems,Entrainmenteffectofcitationjetisusedtobringthegas,sotheabilityofdischargingsmokeisincreased.Inthethesis,CFDisintr

3、oducedtonumericalsimulateandcalculatetheaddedkitchendischargingsystems.Accordingtoanalysistheconcentration,densityandcurrentarrangementmodeledinvaryvelocities,anidealvelocityisgotforreferencing.Wecanconcludethatthekitchen’sdischargingabilityisincreasedbyaddingthecitationjet.Onthisbasis,w

4、eintroduceanewdomestickitchenrangehoodsystems.Keywords:Kitchenexhaust;citationjet;computationalfluiddynamics(CFD)0引言随着人民生活水平的提高，厨房排烟问题越来越受到重视，相关的研究也逐渐多起来。而且一般家庭中空气主要污染源来自厨房。特别是贯通式客厅和起居室的布局的室内空气受厨房的影响非常大。在烹饪过程中，不论是灶具排放出大量的有害气体（CO，NO），及油烟的挥发都对人体健康危害极大。加强厨房的通风是非常有必要的。本文通过对居民厨房中增加向上引射流的抽油烟机排

5、烟系统进行了数值模拟计算，研究了不同引射流速对房间烟气分布的影响。1模拟计算方法1.1物理模型的建立6本模型选定的厨房尺寸为3m×3m×3m（L×W×H），计算中涉及到的两个上底为0.3m、下底0.2m、高为0.05m的锥形锅，抽油烟机排油烟出口尺寸为0.25m，引射流出风口采用条缝型风口，风口尺寸为0.4m×0.3m（L×W），取风口的中心为原点（0，0，0），采用三角形非结构化网格进行面网格划分，体网格采用Tgrid划分方案，网格质量评价常用标准EquiAangleSkew（等角失真）值平均在0.5左右，属于高质量网格，划分的网格数为179,957个，厨房结构及网格

6、分布如图1所示。(a)厨房结构（b）网格分布图1厨房结构及网格分布图1.1数学模型的建立为了对抽油烟机油烟控制效果进行研究，本文对抽油烟机在不同的工作状态下厨房内气流速度场进行了计算。通过使用CFD软件进行计算时,对房间网格的划分采用均匀网格（如图2），湍流模型选用标准k—ε两方程和壁面函数法湍流模型,控制方程离散采用一阶迎风差分格式,对压力与速度的非耦合采用SIMPLE算法求解。为简化计算，作如下假设：(1)室内气流流动为稳态紊流；(2)采用Boussinesq假设,认为密度变化仅对浮生力有影响，控制方程选择考虑浮升力的方程；(3)室内的气流属于常温常压及低速下的流

7、动，可以视为不可压缩流动，忽略能量方程中由流体黏性力做功所引起的能量耗散。模型控制方程采用以下三个方程:(1)质量守恒方程(1)式中：u,v,w分别为x,y,z三个方向的速度；ρ为密度。(2)动量方程(2)式中：Γ为广义扩散系统；S为源项。(3)能量方程6(3)式中：λ为流体的导热系数；Sh为流体的内热源；pdivU为表面力对流体微元体所做的功，一般可以忽略；φ为由于粘性作用机械能转化为热能的部分，称为耗散系统。1.1边界条件对于速度，按照固体壁面无滑移边界条件处理。由于油烟的主要成分为CO2，故设锅油烟释放出口(inlet_1)的介质为