算例 气流组织设计

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1、四、气流组织的设计计算气流组织设计的任务是合理地组织室内空气的流动与分布、确定送风口的型式、数量和尺寸，使工作区的风速和温差满足工艺要求及人体舒适感的要求。气流组织的效果可以用空气分布特性指标ADPI（AirDiffusionPerformanceIndex）来评价，它定义为工作区内各点满足温度、湿度和风速要求的点占总点数的百分比。可以通过实测来确定。以下介绍几种气流组织的设计方法。气流组织设计一般需要的已知条件如下：房间总送风量(m3／S)；房间长度(m)；房间宽度(m)；房间净高(m)；送风温度(℃)；房间工作区温度(℃)；送风温差(℃)。气流组织设计计算中常用的符号说明

2、如下:——空气密度，取1.2(kg/m3)；——空气定压比热容，取1.01kJ／(kg·℃)；——房间总送风量(m3／S)；——房间长度(m)；——房间宽度(m)；——房间净高(m)；——要求的气流贴附长度(m)，等于沿送风方向的房间长度减去1m；——送风温度(℃)；——房间工作区温度(℃)；——射流自由度，其中为每个风口所管辖的房间的横截面面积(m2)；——风口直径，当为矩形风口时，按面积折算成圆的直径(m)。（一）侧送风的计算除了高大空间中的侧送风气流可以看做自由射流外，大部分房间的侧送风气流都是受限射流。图6-10侧送贴附射流流型侧送方式的气流流型宜设计为贴附射流，在整

3、个房间截面内形成一个大的回旋气流，也就是使射流有足够的射程能够送到对面墙(对双侧送风方式，要求能送到房间的一半)，整个工作区为回流区，避免射流中途进人的工作区。侧送贴附射流流型如图6-10所示(图中断面I-I处，射流断面和流量都达到了最大，回流断面最小，此处的回流平均速度最大即工作区的最大平均速186)。这样设计流型可使射流有足够的射程，在进人工作前其风速和温差可以充分衰减，工作区达到较均匀的温度和速度；使整个工作区为回流区，可以减小区域温差。因此，在空调房间中，通常设计这种贴附射流流型。在布置送风口时,风口应尽量靠进顶棚,使射流贴附顶棚。另外,为了不使射流直接进入工作区,需

4、要一定的射流混合高度，因此侧送风的房间不得低于如下高度：m（6-8）式中——工作区高度，1.8～2.0m；——送风口下缘到顶棚的距离(m)，见图6-10；0.3m—安全系数。侧送风气流组织的设计步骤：（1）根据允许的射流温度衰减值，求出最小相对射程在空调房间内，送风温度与室内温度有一定温差，射流在流动过程中，不断掺混室内空气，其温度逐渐接近室内温度。因此，要求射流的末端温度与室内温度之差小于要求的室温允许波动范围。射流温度衰减与射流自由度、紊流系数、射程有关，对于室内温度波动允许大于1℃的空调房间，射流末端的可为1℃左右，此时可认为射流温度衰减只与射程有关。中国建筑科学研究院

5、通过对受限空间非等温射流的实验研究，提出温度衰减的变化规律，见表6-4。表6-4受限射流温度衰减规律24681015202530400.540.380.310.270.240.180.140.120.090.04注：①为射流处的温度与工作区温度之差；为送风温差。②试验条件：=21.2～27.8。2．计算风口的最大允许直径根据射流的实际所需贴附长度和最小相对射程，计算风口允许的最大直径，从风口样本中预选风口的规格尺寸。对于非圆形的风口，按面积折算为风口直径，即(6-9)式中——风口的面积（m2）。186从风口样本中预选风口的规格尺寸，≤。3．选取送风速度口，计算各风口送风量送风

6、速度如果取较大值，对射流温差衰减有利，但会造成回流平均风速即要求的工作区风速太大。与及有关，见式（6-7），而可根据要求的工作区风速或按工作区要求的温湿度来确定。为了防止送风口产生噪声，建议送风速度采用=2～5m/s；当=0.25m/s时，其最大允许送风速度列于表6-5。表6-5最大允许送风速度射流自由度56789101l121315202530最大允许送风速度/(m/s)1.812.172.542.883.263.624.04.354.715.47.29.810.8建议采用/(m/s)2.03.55.0确定送风速度后，即可得送风口的送风量为(6-10)式中——为风口有效断面

7、的系数，可根据实际情况计算确定；或从风口样本上查找，一般送风口为0.95，对于双层百叶风口约为0.70～0.82。4．计算送风口数量与实际送风速度(6-11)实际送风速度(6-12)5．校核送风速度根据房间的宽度和风口数量，计算出射流服务区断面为(6-13)由此可计算出射流自由度，由式（6-7）可知，当工作区允许风速为0.2～O.3m/s时，允许的风口最大出风风速为(6-14)186如果实际出口风速≤，则认为合适；如果＞，则表明回流区平均风速超过规定值，超过太多时，应重新设置风口数量和尺寸，重新计算。6