【正文】 ................................................... 6 ............................................ 7 3 模型的建立 ................................................................................................................ 9 室內(nèi)空氣流動模型的建立 .................................................................................... 9 幾何模型的建立 ................................................................................................. 10 網(wǎng)格的劃分 .........................................................................................................11 邊界條件 .......................................................................................................... 12 迭代的 SIMPLE 算法 .......................................................................................... 12 4 方程的求解及結(jié)果的后處理 ................................................................................. 14 Fluent 里面的設(shè)置 .............................................................................................. 14 數(shù)值模擬的結(jié)果及比較 ...................................................................................... 15 數(shù)值模擬結(jié)果 .................................................................................................... 16 y=0截面甲醛濃度分布 ........................................................... 16 z= ......................................................... 19 y=0截面甲醛濃度分布 ...................................... 22 z= .................................. 24 5 結(jié)論 ........................................................................................................................... 29 結(jié)論 .................................................................................................................. 29 展望 .................................................................................................................. 29 參考文獻 ...................................................................................................................... 30 致謝 .............................................................................................................................. 32 河南理工大學本科畢業(yè)論文 通風對室內(nèi)有害氣體凈化效應(yīng) 1 1 緒論 （每一部分都應(yīng)該有相應(yīng)的參考文獻） 隨著國民經(jīng)濟的 發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對自己的居住條件要求也不斷提高。然而室內(nèi)建材及建筑裝修材料散發(fā)出大量的揮發(fā)性有機化合物嚴重惡化了室內(nèi)空氣品質(zhì)， 甲醛就是其中常見的一種揮發(fā)性有機污染源，已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)，成為室內(nèi)空氣污染中人們所關(guān)注的焦點。 甲醛是最簡單、最常見的醛類物質(zhì) ， 其理化性質(zhì)為：無色具有強烈刺激性氣味 ， 沸點 1915℃ 比重 1106， 易溶于水、醇和醚 ， 是一種溶解度很大、揮發(fā)性很強的有毒物質(zhì) [1]。 當空氣中的甲醛濃度超過 ，人的眼睛會受到刺激，咽喉會感到不適和疼痛， 在含甲醛 10ppm 的空氣中停留幾分鐘，眼睛就會流淚不止。長期接觸低劑量甲醛可以引起慢性呼吸道疾病、女性月經(jīng)紊亂、妊娠綜合癥，引起新生兒體質(zhì)降低、染色體異常，甚至引起鼻咽癌。高濃度甲醛對神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、肝臟等都有毒害。甲醛還有致畸、致癌的作用，據(jù)流行病學調(diào)查，長期接觸甲醛的人，可以引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮膚和消化道的癌癥 [2]。 據(jù)調(diào)查 ， 新裝修的房間甲醛的超標率達 60 %～ 100 %[3]。 來自室內(nèi)裝修和裝飾材料。用作室內(nèi)裝飾的膠合板、細木工板、中密度纖維板的刨花板等人造板材，因為使用的膠粘劑以甲醛 為主要成份的脲醛樹脂，板材中殘留的和末參與反應(yīng)的甲醛會 逐 漸向周圍環(huán)境釋放，是形成室內(nèi)空氣中甲醛的主體。含有甲醛成分并有可能向外界散發(fā)的其他各類裝飾材料，比如貼墻布，貼墻化纖在地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等。甲醛已成為室內(nèi)空氣污染物的主要成分 [4]。 甲醛在室內(nèi)的濃度變化主要與室內(nèi)污染源的釋放量和釋放規(guī)律有關(guān) ， 也與使用年限、室內(nèi)溫度、濕度及通風強度等因素有關(guān) ， 其中通風的影響最為重要。 [5] 所以把室內(nèi)污染物定為極有代表性的甲醛，凈化方式定為影響最大的方式——自然通風。 河南理工大學本科畢業(yè)論文 通風對室內(nèi)有害氣體凈化效應(yīng) 2 （）半角全角 標點 由于通風房間室內(nèi)空氣流動多為湍流流動（ Turbulent Flow），而人們對湍流機理的認識至今還不完全，在工程應(yīng)用方面，目前多為半經(jīng)驗的、唯像的模擬，所以對湍流的模擬始終成為室內(nèi)空氣數(shù)值模擬的一個主要研究方向。限于目前的計算機能力，工程中最常采用的是渦粘系數(shù)模型 EVM（ eddy viscosity model）中的標準 kε 模型或其變形。而 kε 模型對于等溫流動情形能模擬得很好，鑒于模擬室內(nèi)污染物的擴散多在等溫條件下，不考慮熱傳導(dǎo)，故采用標準的 kε二方程模型就能夠滿足需求。近年來國內(nèi)一些學者對于室 內(nèi)污染物擴散進行了數(shù)值模擬，結(jié)果如下： 付小平通過數(shù)值模擬，得出了室內(nèi)氣體污染物濃度隨通風時間的變化，并利用數(shù)值模擬結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)證明：標準的 kε模型和組分輸運模型能較好地模擬室內(nèi)上送下回的通風方式稀釋室內(nèi)污染物的過程 [6]。 吳猛等采用 計算軟件，用大渦模擬方法（ LES）對整套住宅在自熱通風時室內(nèi)空氣污染物排放過程進行了模擬，根據(jù)不同的房間類型及通風口布置方式設(shè)置兩種工況 ， 得到流場和污染物質(zhì)量分數(shù)場數(shù)據(jù) [7]。 張俊杰等利用計算流體力學（ CFD）方法模擬了不同通風方式和不同送風速度下室內(nèi) 污染物的濃度分布，模擬和分析結(jié)果表明，適當?shù)乃惋L速度可以有效降低室內(nèi)污染物的濃度 [8]。 劉娣等用 CFD方法模擬了空調(diào)臥室內(nèi)制冷制熱運行時 3種不同的住宅空調(diào)模式 (包括普通窗式空調(diào)器、分體機及具有引入新風的熱回收裝置的窗式空調(diào)器 )分別位于高位置和低位置時室內(nèi)空氣溫度及流速、有機污染物 (甲醛 )濃度及 CO2的分布，并進行比較．結(jié)果表明，空調(diào)器的類型、位置及新風量對空氣環(huán)境影響較大。夏季制冷運行時，帶熱回收裝置的窗式空調(diào)器置于低位置時可以獲得良好的室內(nèi)流場分布，稀釋和攜帶走室內(nèi)的 CO2和污染物；而該裝置置 于高處時，流場結(jié)構(gòu)不合理；其它空調(diào)模式下由于沒有引入新風，產(chǎn)生室內(nèi)污染物堆積。冬季制熱運行與夏季制冷運行時的結(jié)論相同 [9]。 張牛牛等利用計算流體力學 (CFD)中的 ，模擬了兩種氣流組織形式分別在 3種通風速度下室內(nèi)氣流組織的速度場和甲醛的濃度場分布。對得出的速度場和濃度場進行分析：每種氣流組織形式的速度場和濃度場都有較好的耦合性 。其中下側(cè)進上出的通風方式能更好的排除污染物；另外，適當增大送風速河南理工大學本科畢業(yè)論文 通風對室內(nèi)有害氣體凈化效應(yīng) 3 度能更好的降低污染物濃度 [10]。 馬飛等對建筑室內(nèi)香料污染物擴散的控制方法進行 了研究。分析了香料污染物產(chǎn)生的根源和擴散特性 ， 制定了分區(qū)控制、先收集后處理的控制策略。設(shè)計了排氣柜排風系統(tǒng)，基于數(shù)值模擬優(yōu)化了排風系統(tǒng)參數(shù) ,確定了最優(yōu)風道流速 m/s實測結(jié)果表明 ， 采用分區(qū)控制污染源，利用排氣柜收集污染物是控制香料污染物擴散的有效方式 ,香料污染物收集率達 90%以上 [11]。 胡平放等以計算流體力學和傳熱學為基礎(chǔ)，利用 FLUENT 軟件建立了四種典型氣流組織形式的物理及數(shù)學模型，運用 kε模型對室內(nèi)氣流組織進行了三維數(shù)值模擬。對各種氣流組織形式下建筑物室內(nèi)的流場、溫度場及濃 度場的數(shù)值模擬結(jié)果進行分析比較。結(jié)果表明 :置換通風在溫度場、速度場、污染物濃度場、通風效率及人體熱舒適性等方面均優(yōu)于混合通風的幾種氣流組織形式 [12]。 數(shù)值模擬法是通過計算機數(shù)值計算和圖像顯示，對包含有流體流動和熱傳導(dǎo)等相關(guān)物理現(xiàn)象的系統(tǒng)所做的分析。它可以模擬室內(nèi)空氣中氣流的運動狀態(tài)和污染物在空氣中的分布狀況，使研究人員更深刻地認識室內(nèi)污染物的分布規(guī)律。本次畢業(yè)設(shè)計旨在利用 Fluent 數(shù)值模擬室內(nèi)污染物（簡化為甲醛）在不同空調(diào)送風形式下擴散的濃度分布，并對其結(jié)果進行分析，選擇出有利于甲醛擴散的氣流形式，希 望對理論研究起到一定的輔助作用。 人們現(xiàn)在都非常重視環(huán)境問題，因為環(huán)境直接影響人類的生存與發(fā)展。環(huán)境問題包含兩個方面：室內(nèi)環(huán)境與室外環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計人們有 80％的時間生活工作都在室內(nèi)，隨著社會發(fā)展和人們生活水平的提高，工作居住環(huán)境不斷改善，許多建筑物都進行了高級裝修，而這些高級裝修建材中就含有大量的有毒物質(zhì)，它們種類繁多，分布廣泛，其中含量最多的、最有代表性的是甲醛 [13]。所以本文就對一般室內(nèi)裝修中含有的甲醛進行最有效的通風處理，運用 Fluent 軟件對通風條件下甲醛的濃度進行精 確有效的分析。