影劇院通風系統(tǒng)數(shù)值模擬研究(編輯修改稿)
2025-07-16 02:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 為，通風系統(tǒng)采用側(cè)送風下回風的方式。共四個回風口為，二個回風口為。 影劇院的總裝配體新風風閥采用自動調(diào)節(jié)風口大小。在冬季時，為防止冷風過量的滲透引起盤管凍裂，應(yīng)在停止機組運行時，聯(lián)鎖關(guān)閉新風閥。當機組起動時，則打開新風閥（通常先打開風閥、后開風機、防止風閥壓差過大無法開啟）排風風閥也是如此。 新風風閥 排風風閥送風管道尺寸為，排風管道尺寸為。 送風管道 排風管道電機外形尺寸，風扇的葉片最大直徑為。 電機 風扇3 CFD的設(shè)計環(huán)節(jié)以及基本理論通常CFD包含以下幾個主要環(huán)節(jié)：（1）建立數(shù)學物理模型；（2）數(shù)值算法求解；（3）結(jié)果可視化。對所研究的流動問題進行數(shù)學描述就是建立數(shù)學物理模型，對于暖通空調(diào)工程領(lǐng)域的流動問題來講，一般是不可壓流體的粘性流體流動的控制微分方程。另外，由于暖通空調(diào)領(lǐng)域的流體流動基本上為湍流流動，所以要結(jié)合湍流模型才能完整描述所研究問題，以便于數(shù)值求解。如粘性流體流動的通用控制微分方程，隨著其中變量的不同，如代表速度以及湍流參數(shù)等物理量時，它就代表流體流動的能量守恒方程、動量守恒方程以及湍流動能和湍流動能耗散率方程。求解工程中關(guān)心的流場溫度、速度等物理量分布，也都是基于該方程求解的。數(shù)值方法中常用的離散形式有有限元和有限差分這兩種。目前這兩種方法在暖通空調(diào)工程領(lǐng)域的CFD技術(shù)中均有應(yīng)用。從總體的情況來看，對于暖通空調(diào)領(lǐng)域中的低速、不可壓流動和傳熱問題，還是采用有限差分方法進行離散的情形較多。因為其具有滿足物理量守恒規(guī)律，物理意義清楚的特點。離散后的微分方程組就變成了代數(shù)方程組?？梢?，通過離散之后使得難以求解的微分方程變成容易求解的代數(shù)方程，想要獲得流場的離散分布,即可采用一定的數(shù)值計算方法來求解代數(shù)方程，從而模擬所研究的流動情況。如何將所求解的溫度場與速度場等生動、形象地呈現(xiàn)出來，我們可以通過計算機圖形學等技術(shù)，通過可視化的后處理，可以將單調(diào)繁瑣的數(shù)值求解結(jié)果形象直觀地表現(xiàn)出來，甚至可以讓非專業(yè)人士快速的理解。如今CFD的后處理結(jié)果可以非常直觀生動，不僅能顯示溫度場圖片、靜態(tài)的速度，而且能顯示流場軌跡線動畫。 CFD軟件計算流程（1）質(zhì)量守恒方程或連續(xù)性方程描述如下： （）其中為氣流密度；表示時間，為氣流密度；下標3 分別表示、方向。在空調(diào)工程領(lǐng)域中，空氣可以作為不可壓縮氣體，則連續(xù)方程簡化為： （）（2）在慣性坐標下，動量方程描述如下： （）其中為靜壓；為應(yīng)力張量；為方向因重力引起的體積力；包含其他源項。由下式給出： （）其中是動力粘性系數(shù)；右邊第2項用于考慮體積膨脹的作用。 在空氣調(diào)節(jié)工程中，流體區(qū)域能量方程用焓（，其中 ）的形式描寫： （）其中是分子運動產(chǎn)生導(dǎo)熱系數(shù)；是因為湍流而所致的導(dǎo)熱系數(shù)是溫度；是源項，可以是任何體積熱源。在導(dǎo)熱的固體區(qū)域，采用了一個簡單的導(dǎo)熱方程： （）其中是內(nèi)熱源。在空調(diào)工程設(shè)計中，分析室內(nèi)氣流組織時候，既存在導(dǎo)熱（墻壁）也存在對流（空氣與墻壁），因此（）必須與（）同時求解。空調(diào)工程中，可能對某一組分感興趣，比如水蒸汽含量（濕度）就是一個重要的參數(shù)。設(shè)某一組分的質(zhì)量濃度為，則通過對流擴散方程可以求解之。對流擴散方程形式如下： （）其中是單位體積內(nèi)組分的產(chǎn)生率。是組分的擴散流量，其動力是濃度梯度。如果系統(tǒng)中有總數(shù)為的液相成分，則通過（）可以求解個組分。（1）層流中，擴散流量采用下式估計： （）（2）紊流中，擴散流量采用下式估計： （）其中為Schmidt數(shù)。 空調(diào)過程中室內(nèi)空氣一般情況下處于紊流狀態(tài)。紊流是十分復(fù)雜的非穩(wěn)態(tài)流，數(shù)值求解異常困難。實用而可行的是簡化方法，這類方法中，因?qū)ξ闪髡承韵禂?shù)的不同處理而形成不同的紊流模型。（1）混合長度模型，用以下關(guān)系式計算紊流粘性系數(shù)： ()混合長度定義如下： （）其中是離墻的距離；Von Karman常數(shù)=。是平均應(yīng)變力張量之模： （）平均應(yīng)變率由下式給出： （）（2）室
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