第五章 空调房间的空气分布
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空气调节技术第五章 空调房间的气流组织PPT课件
于风口型式，并与射流的扩散角θ有关。
为简化分析，在主体段直接采用下式进行计算
u x 0 .4 8 u0 ax
d0
（5—3）
式中x 、 d0为几何尺寸， 0.48/a则代表射流的衰减特性， 与风口型式有关。设m=0.48/a ，则
ux md0 u0 x
（5—4）
若进一步将d0以风口出流面积F0表示，则
三、平行射流的叠加
两个相同的射流在同一高度平行射出，当射流边界相交后， 则互相干扰并重叠，形成重合流动（见图5—5）。对于单 股射流的速度分布可用正态分布来描述，其表达式为
uux exp12(crx)2
（5—20）
式中
u——距风口处并距射流轴 r点流速，m/s； ux ——距风口 x处的射流轴心速度，m/s； c——实验常数，可取0.082。
影响气流组织的因素很多，如送风口型式和位置、回 风口位置、送风射流参数（主要指送风温差、送风口 直径、送风速度等）、房间几何形状以及热源位置等 等。
在研究空调房间的气流组织时，首先应了解送、回风 口的空气流动规律，不同的气流组织方式和相关设计
第一节 送风射流的流动规律
空气经喷嘴向周围气体的外射流动称为射流。 射流按流态不同可分为层流射流和紊流射流； 按射流进入空间的大小，可分为自由射流和受限射流； 按送风温度与室温的差异，射流可分为等温射流和非
由于有限空间射流的回流区一般为工作区，控制回流区的 风速具有实际意义。设计中常使工作区处于回流状态，因 此只要保证该断面的回流速度小于空调要求值，则整个工 作区流速都能符合设计要求。回流区的最大平均风速的计 算式为
un m1 u0 C Fn
F0
（5—19）
式中 un ——回流区的最大平均风速，m/s； C ——与风口型式有关的系数，对集中射流取10.5。
为简化分析，在主体段直接采用下式进行计算
u x 0 .4 8 u0 ax
d0
（5—3）
式中x 、 d0为几何尺寸， 0.48/a则代表射流的衰减特性， 与风口型式有关。设m=0.48/a ，则
ux md0 u0 x
（5—4）
若进一步将d0以风口出流面积F0表示，则
三、平行射流的叠加
两个相同的射流在同一高度平行射出，当射流边界相交后， 则互相干扰并重叠，形成重合流动（见图5—5）。对于单 股射流的速度分布可用正态分布来描述，其表达式为
uux exp12(crx)2
（5—20）
式中
u——距风口处并距射流轴 r点流速，m/s； ux ——距风口 x处的射流轴心速度，m/s； c——实验常数，可取0.082。
影响气流组织的因素很多，如送风口型式和位置、回 风口位置、送风射流参数（主要指送风温差、送风口 直径、送风速度等）、房间几何形状以及热源位置等 等。
在研究空调房间的气流组织时，首先应了解送、回风 口的空气流动规律，不同的气流组织方式和相关设计
第一节 送风射流的流动规律
空气经喷嘴向周围气体的外射流动称为射流。 射流按流态不同可分为层流射流和紊流射流； 按射流进入空间的大小，可分为自由射流和受限射流； 按送风温度与室温的差异，射流可分为等温射流和非
由于有限空间射流的回流区一般为工作区，控制回流区的 风速具有实际意义。设计中常使工作区处于回流状态，因 此只要保证该断面的回流速度小于空调要求值，则整个工 作区流速都能符合设计要求。回流区的最大平均风速的计 算式为
un m1 u0 C Fn
F0
（5—19）
式中 un ——回流区的最大平均风速，m/s； C ——与风口型式有关的系数，对集中射流取10.5。
空气调节课 复习资料(1)
空气调节复习资料空气调节应用于工业及科学实验过程一般称为“工艺性空调”，而应用于以人为主的空气环境调节则称为“舒适性空调”。
第一章：相对湿度的定义：湿空气的水蒸气压力P q与同温度下饱和湿空气的水蒸气压力P q。
b之比。
也可近似表示成含湿量d与饱和含湿量d b的比值。
是空气的焓h=1.01t+(2500+1.84t)d/1000热湿比线：湿空气的焓变化与含湿量变化之比。
ε=Δh（kW）/Δd（kg/s）湿球温度，露点温度，干球温度的关系为：干球温度≥湿球温度≥露点温度湿空气的加热过程：通过热表面加热，则温度会增高，含湿量不变。
湿空气的冷却过程：通过表面冷却器冷却，在冷表面温度高于空气的露点温度时，含湿量不会变化，温度下降。
等焓加湿：喷循环水加湿，喷雾加湿，湿膜加湿等属于等焓加湿。
等温加湿：喷干蒸汽，电极式加湿等等焓减湿：利用固体吸湿剂干燥空气时，可以实现等焓减湿过程。
两种空气混合，遵守能量守恒，质量守恒定律。
即G A×h A+G B×h B=（G A+G B）h CG A×d A+G B×d B=（G A+G B）d C第二章：空调负荷计算与送风量负荷：在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需要向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。
得热量通常包括：太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入的热量，人体，照明，设备散入房间的热量。
PMV-PPD指标综合考虑了人体活动强度，衣服热阻，空气温度，平均辐射温度，空气流动速度和空气湿度等六个因素，来评价和描述热环境。
新有效温度是干球温度，湿度，空气流速对人体冷热感的一个综合指标，该数值是通过对身着0.6clo服装，静坐在流速为0.15m/s，相对湿度为50%的空气温度产生相同冷热感的空气的温度。
综合温度：相当于室外气温由原来的温度值增加一个太阳辐射的等效温度值。
空调房间气流组织
孔板可用胶合板、硬性塑料板或铝板等 材料制作。
（四）喷射式送风口
❖（四）喷射式送风口 喷射式送风口是一个渐缩圆锥形矩管。
它的渐缩角很小，风口无叶片阻挡，噪声 低，紊流系数小，射程长，因此适用于大 空间公共建筑，如体育馆、电影院以及大 的生产车间等场合。
（五）旋流送风口
❖（五）旋流送风口----图5-7 由出口格栅、集尘箱和漩流叶片组成。
❖1、射流定义及分类
射流：空气经喷嘴向周围气体的外射流动。
分类：
流态
层流 紊流
空间大小
自由 受限
送风温度与 室温的差异
等温 非等温
喷嘴形式
圆射流 扁射流
2、过程分析及计算
（1）射流的发展
* 自由射流分为三段:极点,起始段,主体段。 * 在射流理论中，将射流轴心速度保持不变 的一段称为起始段，其后称为主体段。空 调中常用的射流段为主体段。 * 由直径为的喷口以出流速度射入同温空间 介质内扩散，在不受周界表面限制的条件 下，则形成如图5-1所示的等温自由射流。 空调中常用的射流段为主体段。
确定送回风口型式、 尺寸及布置
计算送风射流参数，使工作 区的风速和温差满足设计要 求
§7-6 气流组织的设计
对于工作区的温湿度、清洁度的要求，一 般依据舒适性空调或工艺性空调提出的参数确 定。对于工作区的流速我国现行的“采暖通风 与空气调节设计规范”GBJ19－87规定：舒适 性空气调节室内冬季风速不应大于0.2m/s；夏 季不大于0.3m/s，工艺性空气调节工作区风速 宜采用0.2～0.5m/s。
三﹑平行射流的叠加
两个相同的射流平行地在同一高度射出，当两 射流边界相交后，则产生互相叠加，形成重合 流动。总射流的轴心速度逐渐增大，直至最大， 然后再逐渐衰减直至趋于零。对于单股射流的 速度分布可用正态分布来描述。
（四）喷射式送风口
❖（四）喷射式送风口 喷射式送风口是一个渐缩圆锥形矩管。
它的渐缩角很小，风口无叶片阻挡，噪声 低，紊流系数小，射程长，因此适用于大 空间公共建筑，如体育馆、电影院以及大 的生产车间等场合。
（五）旋流送风口
❖（五）旋流送风口----图5-7 由出口格栅、集尘箱和漩流叶片组成。
❖1、射流定义及分类
射流：空气经喷嘴向周围气体的外射流动。
分类：
流态
层流 紊流
空间大小
自由 受限
送风温度与 室温的差异
等温 非等温
喷嘴形式
圆射流 扁射流
2、过程分析及计算
（1）射流的发展
* 自由射流分为三段:极点,起始段,主体段。 * 在射流理论中，将射流轴心速度保持不变 的一段称为起始段，其后称为主体段。空 调中常用的射流段为主体段。 * 由直径为的喷口以出流速度射入同温空间 介质内扩散，在不受周界表面限制的条件 下，则形成如图5-1所示的等温自由射流。 空调中常用的射流段为主体段。
确定送回风口型式、 尺寸及布置
计算送风射流参数，使工作 区的风速和温差满足设计要 求
§7-6 气流组织的设计
对于工作区的温湿度、清洁度的要求，一 般依据舒适性空调或工艺性空调提出的参数确 定。对于工作区的流速我国现行的“采暖通风 与空气调节设计规范”GBJ19－87规定：舒适 性空气调节室内冬季风速不应大于0.2m/s；夏 季不大于0.3m/s，工艺性空气调节工作区风速 宜采用0.2～0.5m/s。
三﹑平行射流的叠加
两个相同的射流平行地在同一高度射出，当两 射流边界相交后，则产生互相叠加，形成重合 流动。总射流的轴心速度逐渐增大，直至最大， 然后再逐渐衰减直至趋于零。对于单股射流的 速度分布可用正态分布来描述。
第5章气流组织(空调房间的空气分布)
数值。
第一节 送风射流的流动规律
一、自由射流(介绍紊流状态)
由直径为 d0 的喷口以出流速度 u0 射入同温空间介质内扩散， 在不受周界表面限制的条件下，则形成如图5-1所示的等温自由射流。
射流主体段的参数变化与
有关
a：无量纲紊流系数，其数值大小与风口形式和射流扩散角有关，即
风口形式
收缩性极好的喷口
第五章 空调房间的空气分布
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节
送风射流的流动规律 排（回）风口的气流流动 空气分布器及房间气流分布形式 房间气流分布的计算
• 本章重点： • 1、气流组织及不同的空气分布方式和设计方
法 • 2、空气分布器的类型 • 3、射流和回风流的流动规律 • 4、空调房间气流分布计算
(四)中送风
中送风形式
•
在某些高大空间内，实际工作区在下部，只对下部
区域进行空调，而对上部区域不进行空气调节。
• 采用中送风的方式(分层空调方式) 。与全室空调相比，
夏季可节省冷量30%左右，因而节省初投资和运行能耗。
但冬季空调并不节能。这种气流分布会造成空间竖向温
度分布不均匀，存在着温度“分层”现象。特别是冬季
ux 0.48
u0
ax 0.145
d0
• 射流主体段的参数变化与 ax d0 有关。
• u x 表示以风口为起点至所计算断面距离 x 处的轴 心速度； u0 表示风口出流的平均速度。
• x 为由风口至给定断面的距离；a 为无量纲紊流系
数
• 当忽略由极点至风口的一段距离，在主体段时直接用：
ux 0.48 u0 ax d0
谢谢 ！！
圆管
扩散角为8°~12°的扩散管
第5章空调区的气流组织和空调
• 喷口送风主要用于大型体育馆、礼堂、影剧院及高大 空间（例如工业厂房与其他公共建筑）的空调工程。
8.1.2 置换通风系统
• 置换通风是将经过热湿处理的新鲜空气直接送入室内 人员活动区，并在地板上形成一层较薄的空气湖。室 内人员及设备等内部热源产生向上的对流气流。排风 口设置在房间的顶部，将热浊的污染空气排出，属于“ 下送上排”的气流分布形式。
• c.将送风、回风总管设在走廊吊顶内，在房间 内墙的下部设格栅回风口，回风进入走廊内， 并由设在吊平顶内的回风总管上开设的回风口 处被吸走。
• d.对于双侧上送下回，其回风风管可以设在室 内，也可在地坪下做总回风道
3）应用场合
• 侧送方式具有布置简单、施工方便、 投资节省、能满足房间对射流扩散、温 度和速度衰减的要求，广泛地用于一般 舒适性空调房间的送风，其中侧送贴附 送风方式，具有射程长、射流衰减充分 等优点，用于高精度的恒温空调工程。
第5章空调区的气流组织 和空调
2020年6月6日星期六
空气调节区的气流组织（又称为空气分布 ），是指合理地布置送风口和回风口，使得经 过处理后的空气，送入空调区，从而使空调区 （通常是指离地面高度为2m以下的空间）内形 成比较均匀而稳定的温湿度、气流速度和洁净 度，以满足生产工艺和人体舒适的要求。
当房间高度在3～5m，而又要求较大的送风量时，为保证 空调区内具有较均匀的速度场和温度场，可采用孔板送风 。
（4）喷口送风
• 喷口送风是依靠喷口吹出的高速射流实现送风 的方式。
• 特点：送风速度高，射程远，射流带动室内空气 进行强烈混合，使射流流量成倍增加，射流断面 不断扩大，速度逐渐衰减，并在室内形成大的回 旋气流，从而确保工作区获得均匀的温度场和速 度场。
空调房间的气流分布
作用下，送风射流形成弯曲。
❖ 喷口送风经常用于工业建筑与民用建筑中的公共 建筑，是大型体育馆、礼堂、剧院以及厂房等建 筑的常用送风方式。
5.孔板送风口
❖ 即是开孔的吊顶或夹层。 ❖ 整个房间吊顶或夹层都开口的为全面孔板送风；一部分
开孔的叫局部孔板送风。 ❖ 孔板送风空气以较低的速度在吊顶或夹层里均匀分布，
t x vx ts vs
散流器送风气流设计步骤：
（1）布置散流器 （2）预选散流器 （3）校核射流的射程 （4）校核室内平均风速 （5）校核轴心温差衰减
3.喷口送风
特点：喷口送风的喷口截面大，出口风速高，气流
射程长，与室内空气强烈掺混，能在室内形 成较大的回流区，达到布置少量风口即可满 足气流均布的要求，同时具有风管布置简单 便于安装、经济等。
以风口为起点 的轴心速度
u x 0.48
u0
ax
d0
紊流系数，
取决于风口型式
二、 非等温射流
❖ 射流会发生弯曲——阿基米德数Ar
❖ Ar——浮升力与惯性力之比 Ar大，则射流弯曲大
Ar
gd0 (To Tn) v02Tn
❖ 空调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，射流温度逐渐接近室温。
形成稳压箱，然后由细孔流出。
6.柱式送风口
❖ 独立地面上出风的柱式送风口 ❖ 其中1／4圆柱形可布置在墙角内，易与建筑配合；
半圆柱型及扁平型用于靠墙安装。圆柱型用于大 风量的场合并可布置在房间的中央
❖ 适用于下部工作区送风 ❖ 送风口面积大
7.旋流风口
❖ 诱导比大，速度衰减快
8.回风口
❖ 对于回风口及回风管道设在顶部的上回风，需要主要送 回风管道避免交叉布置，以免对吊顶高度产生影响；
❖ 喷口送风经常用于工业建筑与民用建筑中的公共 建筑，是大型体育馆、礼堂、剧院以及厂房等建 筑的常用送风方式。
5.孔板送风口
❖ 即是开孔的吊顶或夹层。 ❖ 整个房间吊顶或夹层都开口的为全面孔板送风；一部分
开孔的叫局部孔板送风。 ❖ 孔板送风空气以较低的速度在吊顶或夹层里均匀分布，
t x vx ts vs
散流器送风气流设计步骤：
（1）布置散流器 （2）预选散流器 （3）校核射流的射程 （4）校核室内平均风速 （5）校核轴心温差衰减
3.喷口送风
特点：喷口送风的喷口截面大，出口风速高，气流
射程长，与室内空气强烈掺混，能在室内形 成较大的回流区，达到布置少量风口即可满 足气流均布的要求，同时具有风管布置简单 便于安装、经济等。
以风口为起点 的轴心速度
u x 0.48
u0
ax
d0
紊流系数，
取决于风口型式
二、 非等温射流
❖ 射流会发生弯曲——阿基米德数Ar
❖ Ar——浮升力与惯性力之比 Ar大，则射流弯曲大
Ar
gd0 (To Tn) v02Tn
❖ 空调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，射流温度逐渐接近室温。
形成稳压箱，然后由细孔流出。
6.柱式送风口
❖ 独立地面上出风的柱式送风口 ❖ 其中1／4圆柱形可布置在墙角内，易与建筑配合；
半圆柱型及扁平型用于靠墙安装。圆柱型用于大 风量的场合并可布置在房间的中央
❖ 适用于下部工作区送风 ❖ 送风口面积大
7.旋流风口
❖ 诱导比大，速度衰减快
8.回风口
❖ 对于回风口及回风管道设在顶部的上回风，需要主要送 回风管道避免交叉布置，以免对吊顶高度产生影响；
5-空调房间的气流组织
★ 孔板送风方式
Δ局部孔板送风：k<50% Δ全面满布孔板送风：k>50% ★ 采用孔板送风应注意的问题
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典型的空气分布方式及计算条件
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考虑射流受限的修正系数
■图的横坐标： ■非贴附射流：x x F0 ； ■下送散流器：x x F0 ■贴附射流：x 0.7x F0 ； ■径向贴附散流器：0.1l 0,1l F0 ■扁射流： x x H
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三、平行射流的叠加 link
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射流轴心速度的衰减公式
射流主体段轴心速度的衰减规律的经典公式： ux0 0.48
u0 ax0
以风口作为起点则上式为：ux
u0
0.48
ax d0
0.145
d0
忽略极点到风口的距离，有
ux u0
0.48
ax d0
0.48 a
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侧送侧回
特点：
■ 射流到达工作区前已与房间 空气进行了较充分的混合
■ 速度场与温度场较均匀稳定 ■ 工作区处于回流区 ■ 射流射程比较长，射流能充分
衰减，故可以加大送风温差 ■ 应用最多的气流组织
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上送下回
特点：
■ 送风气流不直接进 入工作区，与室内 空气有较长衰减的 混掺.
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第一节 概述
◆ 经过空调系统处理的空气，经送风口进入空调房间与室内 空气进行热质交换后由回风口排出
◆ 上述过程必然引起室内空气的流动，形成某种形式的气流 流型和速度场
◆ 不同的恒温精度、洁净度和不同使用要求的空调房间，也 要求不同形式的气流流型和速度场
第5章空调区的气流组织和空调
第5章空调区的气流组织和空调
2.矩形散流器
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第5章空调区的气流组织和空调
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第5章空调区的气流组织和空调
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第5章空调区的气流组织和空调
3.圆形散流器
• 圆形散流器有三种常 见的形式，通常安装 在顶棚上，多用于工 业与民用建筑的空调 工程中。
• 圆形散流器的规格以 颈部直径表示。
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第5章空调区的气流组织和空调
• b.将送风总管和回风总管都设在走廊吊平顶内， 而回风立管紧靠内墙或走廊墙面敷设
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第5章空调区的气流组织和空调
• c.将送风、回风总管设在走廊吊顶内，在房间 内墙的下部设格栅回风口，回风进入走廊内， 并由设在吊平顶内的回风总管上开设的回风口 处被吸走。
方形散流器，安 装在房间的顶棚 上，送出气流呈 平送贴附型，广 泛应用于各类工 业与民用建筑的 空调工程中。
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第5章空调区的气流组织和空调
• 颈部尺寸W×H • 外沿尺寸A×B＝
（W+106）× （H+106） • 顶棚上预留洞尺寸 C×D=（W+50）× （H+50）。
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2）送风流型的控制与切换无需消耗任何能量。 3）结构简单，易于加工制作，价格较低。 4）安装简便，很少或无需维护管理。 5）温控器使用寿命长，基本无需更换。
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第5章空调区的气流组织和空调
• 8.2.3 喷射式送风口
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射流喷口（嘴）的型式
第5章空调区的气流组织和空调
1.球形旋转式风口
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第5章空调区的气流组织和空调
第5章 空调房间的空气分布
tx vx ts vs
散流器送风气流设计步骤：
（1）布置散流器 （2）预选散流器 （3）校核射流的射程 （4）校核室内平均风速 （5）校核轴心温差衰减
3.喷口送风
特点：喷口送风的喷口截面大，出口风速高，气流
射程长，与室内空气强烈掺混，能在室内形 成较大的回流区，达到布置少量风口即可满 足气流均布的要求，同时具有风管布置简单 便于安装、经济等。
❖ 选择气流分布的形式 ❖ 确定送风口的形式 ❖ 确定送风口的数目和尺寸 ❖ 计算工作区的风速和温度 ❖ 检验工作区的风速和温差 ❖ 调整
1.侧送风
❖
图1 侧送贴附射流流型
为保证空调区的温度场、速度场达到要求，侧 送风气流组织设计计算涉及的内容如下：
（1）送风口的出流流速 送风口的出流流速的确定需要满足两方面的
❖ 散流器平送送风射流沿着顶 棚径向流动形成贴附射流
❖ 射流与室内空气充分混合后 进入空调区，使空调区具有 稳定而送送出的射流扩散 角在20～30度之间
❖ 只有采用密集布置向下送风， 工作区风速才能均匀
❖ 密集布置有可能形成平行流
3.喷口
❖ 喷口送风口是一种出口风速大，风量大的送风口。 ❖ 送风射流较长，可以不贴顶送风，在送风温差的
ui－房间任一点速度， ❖ 若ΔET-＝～之间，则多数人感觉舒适。
A D P I 1 .7 总 E T 测 点 1 .数 1 的 测 点 数 1 0 0 %
❖在一般情况下，应使ADPI>=80%
57
（三）能量利用系数
❖ 气流组织设计的任务，就是以一定型式送进房间一定数量经过处理成 某种参数的空气，用以消除室内一定量的某种有害物使室内工作区空 气的某些参数的值和波动范围达到设计要求。换句话说，消除室内某 种有害物是以投入能量为代价的。因此，作为评价气流组织的经济指 标，就应能够反映投入能量的利用程度，为此，引入“投入能量利用
散流器送风气流设计步骤：
（1）布置散流器 （2）预选散流器 （3）校核射流的射程 （4）校核室内平均风速 （5）校核轴心温差衰减
3.喷口送风
特点：喷口送风的喷口截面大，出口风速高，气流
射程长，与室内空气强烈掺混，能在室内形 成较大的回流区，达到布置少量风口即可满 足气流均布的要求，同时具有风管布置简单 便于安装、经济等。
❖ 选择气流分布的形式 ❖ 确定送风口的形式 ❖ 确定送风口的数目和尺寸 ❖ 计算工作区的风速和温度 ❖ 检验工作区的风速和温差 ❖ 调整
1.侧送风
❖
图1 侧送贴附射流流型
为保证空调区的温度场、速度场达到要求，侧 送风气流组织设计计算涉及的内容如下：
（1）送风口的出流流速 送风口的出流流速的确定需要满足两方面的
❖ 散流器平送送风射流沿着顶 棚径向流动形成贴附射流
❖ 射流与室内空气充分混合后 进入空调区，使空调区具有 稳定而送送出的射流扩散 角在20～30度之间
❖ 只有采用密集布置向下送风， 工作区风速才能均匀
❖ 密集布置有可能形成平行流
3.喷口
❖ 喷口送风口是一种出口风速大，风量大的送风口。 ❖ 送风射流较长，可以不贴顶送风，在送风温差的
ui－房间任一点速度， ❖ 若ΔET-＝～之间，则多数人感觉舒适。
A D P I 1 .7 总 E T 测 点 1 .数 1 的 测 点 数 1 0 0 %
❖在一般情况下，应使ADPI>=80%
57
（三）能量利用系数
❖ 气流组织设计的任务，就是以一定型式送进房间一定数量经过处理成 某种参数的空气，用以消除室内一定量的某种有害物使室内工作区空 气的某些参数的值和波动范围达到设计要求。换句话说，消除室内某 种有害物是以投入能量为代价的。因此，作为评价气流组织的经济指 标，就应能够反映投入能量的利用程度，为此，引入“投入能量利用
空气调节课件-第五章
2.温度梯度
受试者处于热中 性状态，但头足 温差增加了不舒 适感。
2.温度梯度
不同地板材料的舒适温度
地板面层材料 木
混凝土 毛织地毯 5 mm 软木 橡木地板 2 mm 聚氯乙烯 大理石
满意度>85％的地面温度(℃) 23~28 26~28.5 21~28 23~28 24.5~28
26.5~28.5 28~29.5
一.等温自由紊流
Sn
0.671 ro a
ro
—
do 2
a—无量纲紊流系数，取决于风口型式和扩散角
ห้องสมุดไป่ตู้a tg
3.4
a直接影响射流发展的快慢，a值大横向脉动大， 扩散角大，射程短.
一.等温自由紊流
2.主体段：
起始段后，轴心速度开始下降，到了主体段。空 调工程中常用的射流段为主体段，轴心速度沿 程逐渐衰减，直到消失。
一.等温自由紊流
轴心速度衰减规律
ux 0.48 0.48 ，设m 0.48
uo ax 0.145 ax
a
do
do
ux uo
dom x
，圆风口Fo
d2 o 4
do
1.13
Fo
ux
1.13m
Fo = m1
Fo
uo
x
x
若希望增大射程，可提高出口速度uo，或降低a、增大do。 若希望增大扩散角，可增大a。
不同风口的特性系数m1，可通过风口资料查到。
二.非等温自由射流
1.轴心温差计算
射流边界与空气不仅有动量交换还有热量交换，随着 离出口距离改变，轴心温度变化和速度变化类似。
5-1 对气流分布的要求和评价
4.吹风感和空气分布特性指标 吹风感是由于空气温度和风速引起人 体的局部地方有冷感，从而导致不舒 适的感觉。
第5章空调区的气流组织和空调
中送、下回
中送、下回+顶排
3. 顶部送风系统空调区的送风方式 （1）侧面送风
指依靠侧面风口吹出的射流实现送风的方式。
送风口（如百叶风口等）布置在房间上部的侧 墙处 回风口布置在房间下部或房间上部的侧墙处
回风口通常与送风口处在同一侧
1） 气流类型
• 对于温湿度控制有一定要求的工艺性空调，当 室温允许波动范围≥±0.5℃时，侧送气流应 设计为贴附射流。
4.条缝格栅风口
• 固定百叶直片条缝风口，既可用于送风口，也 可作为回风口。用于送风时，风口上方需设静 压箱，以确保垂直下送气流分布均匀。这种条 缝风口主要用于公共建筑的舒适性空调。
• 8.2.2 散流器
1.方形散流器
方形散流器，安 装在房间的顶棚 上，送出气流呈 平送贴附型，广 泛应用于各类工 业与民用建筑的 空调工程中。
Ar≤0.0097
2） 布置方法
下面介绍4种“上送下回”的布置方法： • a.对于单侧上送下回，将送风总管设在走廊
的吊顶内，利用支管端部的风口向室内送 风，回风口设在回风立管的端部，立管暗 装在墙内，并利用吊平顶上部的空间做总 回风风管。
• b.将送风总管和回风总管都设在走廊吊平顶内， 而回风立管紧靠内墙或走廊墙面敷设
第5章 空调区的气流组织 和空调风管系统
空气调节区的气流组织（又称为空气分 布），是指合理地布置送风口和回风口，使得 经过处理后的空气，送入空调区，从而使空调 区（通常是指离地面高度为2m以下的空间）内 形成比较均匀而稳定的温湿度、气流速度和洁 净度，以满足生产工艺和人体舒素有：
• 颈部尺寸W×H
• 外沿尺寸A×B＝ （W+106）× （H+106）
• 顶棚上预留洞尺寸 C×D=（W+50）× （H+50）。
空调房间的空气分布
一、定露点的调节方法 对于定风量系统，且室内空气状态要求严格控 制（如恒温恒湿系统）时，对于只有显热负荷 变化的空调系统，可采用定露点和再热来实现 全年的送风状态调节。 定露点定风量调节再热量，调节简单，但不经 济。除非空调对象是高精度的恒温恒湿工程， 一般应尽量不使用调节再热量的方法。
第二节 室内热湿负荷变化时的 运行调节
定露点，调节再热量：
用于一次回风系统 显热负荷变化，用再热
量补足显热负荷。 能耗大，能精确控制室
内温度。 热湿负荷均变化时湿度
有一定偏差(N2)。
第二节 室内热湿负荷变化时的 运行调节
二、变露点的调节方法：
对室内空气温度和湿度要求较高且室内余
湿量变化较大时，可采用变露点的方法调节。
1、预热器加热量的调节 2、新回风混合比调节 3、喷水温度或表冷器进水温度调节：
第四节 气流分布性能的评价
二、空气分布特性指标（ADPI）
有效温度差ΔET ＝（ t i – t n)-7.66(ui – 0.15)
-1.7 < ΔET <1.1的测点数
ADPI = ————————————- x 100% 总测点数
通常ADPI ≥ 80%。
第四节 气流分布性能的评价
三、换气效率（Air exchang efficiency）
焓频图、室外气象包络线：在i-d图上对全年 各时刻出现的干、湿球温度状态点在该图上的 分布进行统计，算出这些点全年出现的频率值， 就可得到一张焓频图，这些点的边界线称为室 外气象包络线。
空调系统确定后，可根据当地气象变化情况 (例如焓频图)，将i-d图分成若干个气象区 （空调工况区），对应于每一个空调工况区采 用不同的运行调节方法。
第三节 空气分布器及房间气流 分布形式
第二节 室内热湿负荷变化时的 运行调节
定露点，调节再热量：
用于一次回风系统 显热负荷变化，用再热
量补足显热负荷。 能耗大，能精确控制室
内温度。 热湿负荷均变化时湿度
有一定偏差(N2)。
第二节 室内热湿负荷变化时的 运行调节
二、变露点的调节方法：
对室内空气温度和湿度要求较高且室内余
湿量变化较大时，可采用变露点的方法调节。
1、预热器加热量的调节 2、新回风混合比调节 3、喷水温度或表冷器进水温度调节：
第四节 气流分布性能的评价
二、空气分布特性指标（ADPI）
有效温度差ΔET ＝（ t i – t n)-7.66(ui – 0.15)
-1.7 < ΔET <1.1的测点数
ADPI = ————————————- x 100% 总测点数
通常ADPI ≥ 80%。
第四节 气流分布性能的评价
三、换气效率（Air exchang efficiency）
焓频图、室外气象包络线：在i-d图上对全年 各时刻出现的干、湿球温度状态点在该图上的 分布进行统计，算出这些点全年出现的频率值， 就可得到一张焓频图，这些点的边界线称为室 外气象包络线。
空调系统确定后，可根据当地气象变化情况 (例如焓频图)，将i-d图分成若干个气象区 （空调工况区），对应于每一个空调工况区采 用不同的运行调节方法。
第三节 空气分布器及房间气流 分布形式
射流知识
5）平行射流的叠加 两个相同的射流平行地在同一高度射出， 当两射流边界相交后，则产生互相叠加，形 成重 合流动。 汇合前，每股射流独立发展； 汇合后，总射流的轴心速度逐渐增大， 直至最大，然后再逐渐衰减直至趋于零。
第二节 排（回）风口的气流流动 排（回）风口的吸入流动特性 在排（回）风口的附近为负压，周围空气自由流向风口，近似 于流体力学中的汇流。 汇流的规律——在距汇点不同距离的各等速面球面上流量相等。 即有，在汇流作用范围 内，随着离开汇点距离的增大， 任意两点间的流速与距汇点的距离平方反比。 u1/u2 = （r2 /r1）2 排（回）风口速度衰减快的特点，决定了排（回）风口的作用 范围很小。所以排（回）风口对房间的气流组织影响比 较小。 ux /u0 =1/[ 9.55(x/d0)2 + 0.75] 在研究空间的气流分布时，主要考虑送风口的作用，同时考 虑回风口的合理位置。
第一节 送风射流的流动规律 1．射流的形成及其分类 形成——空气从一定形状和大小的喷口出流，可形成 层流射流（雷诺数很小时），紊流射流（通常属于这种 情况）。 自由射流——空气从直径为d0的喷口以u0的速度，射 入到房间体积比射流体积大得多的空间介质中并在其内 扩散，在不受周界表面限制的条件下形成的射流即为。 等温自由射流：射流温度与房间温度相同时 非等温自由射流——当射流出口温度与房间温度不同 时，即为。送风温度低于室内温度者为“冷射流”，高 于室内温度者为“热射流”。
3）自由射流主体段的速度场和温度场分布 轴心速度的衰减规律 ux /u0 = 0.48/(ax/d0 +0.145) = m1 Fo1/2 / x
非等温自由射流温度场分布
△Tx / △To = 0.73 ux /u0
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5.3 空气分布器及房间气流分布形式 上送上回
单侧上送上回
异侧上送上回 散流器上送上回
5.3 空气分布器及房间气流分布形式 下送上回
5.3 空气分布器及房间气流分布形式 中送
5.4 房间气流分布的计算
一、 一般气流分布的计算方法
5.4 房间气流分布的计算 空间气流分布受到射流受限、射流重合、非等温等 因素的影响
5.1 送风射流的流动规律
温度状况 射流
等温射流 非等温射流 自由射流
是否受限
受限射流
在空调工程中常见的情况，多为非等温受限射流。
5.1 送风射流的流动规律
一、自由射流
等温自由射流
2θ
射流轴心速度：
ux u0
0.48
ax
0.145
0.48 ax
md0 x
m1 F0 x
d0
d0
d0 极点
射流断面直径：
dxLeabharlann ax 6.8( 0.145)
d0
d0
紊流系数
射流扩散角： tg 3.4a
u0 ux
起始段
主体段
x
集中射流：圆形、 方形、矩形
扁射流：边长比大 于10的风口 扇形射流：扇形导流
5.1 送风射流的流动规律 非等温自由射流
轴心温度：
Tx 0.73 ux n1 F0
根据A查表，K3=1.65
二﹑孔板送风的计算方法
5.求到达工作区的中心气流速度：
取有静压室孔板， 0.75
则
ux1 u0
x 0.1 射流扩散受限
✓可以认为当射流
回流区最大平均风速：
断面面积达到空间 断面面积的1/5时，
un m1 uo C Fn
Fo
C与风口形式有关的系数
射流开始受限，其
后的发展应符合有
Fn是垂直于射流的空间断面面积 限空间射流规律
5.1 送风射流的流动规律 三、平行射流的叠加
ux uo
m1 Fo x
3. 试选用两个风口，其间 距为1.8m相当于将房间分 为两个相等的空间。
Fn 3.6 3.2 / 2 5.76m2
4. 确定K1，K2，K3 。 K1，K2查图获得，本例不 属垂直射流不考虑K3
5.4 房间气流分布的计算
5.按式计算射流轴心速度衰减：
ux K1m1 2F0 0.883.4 2 0.036 0.132
研究内容：在一定的出风口面积、形式和出风速度条 件下，研究气流速度和温度的沿程变化。
目的：根据射流规律，合理布置送风口的数量和位置， 保证人呼吸区或者某个特定区域内的空气的温度、速 度、洁净度等参数满足要求。
在室内的气流流场中，回风口汇流的影响范围很小， 影响室内气流运动规律和室内空气参数分布的主要因素 是送风射流。因此合理选择送风口的形式和数量、布置 位置具有重要意义。
1
exp
l cx
2
1/
2
5.2 回风口的气流流动
研究内容：在一定的回风口面积、形式和回风速 度条件下，研究气流速度和温度的沿程变化。
目的：根据汇流规律，合理布置回风口的数量和 位置，使其与送风口相配合，保证室内气流的均 匀性和稳定性，不出现“死角或短路”现象。
5.3 空气分布器及房间气流分布形式 二、空间气流分布的形式
空间气流分布的形式
上送下回
侧 送 侧 回
散 流 器 送 风
孔 板 送 风
上送上回
同 侧 送 回
异 侧 送 回
中 部 上 送 上 回
散 流 器 平 送 上 回
下送上回 中送
地 板 下 送
末 端 装 置 下 送
置 换 式 下 送
5.3 空气分布器及房间气流分布形式 上送下回
xl=4b 式中 b――矩形孔板的宽度或方形孔板的边长，如 孔板为圆形，则b=0.89D（D为圆形孔板的直径）。
二﹑孔板送风的计算方法
孔板送风有两种方式：一为局部孔板送风
（指 f1 / F 50% ，F为顶棚面积）；一为全面
（满布）孔板送风（ f1 / F 50% ）。
局部孔板的射流计算与前面方法类似。若计算
T0
u0
x
射流落差：
yx
tg Ar(
x
)2 (0.51 ax
0.35)
d0 d0
d0 cos
d0 cos
✓ 阿基米德数Ar判断射流的变形： 对于非等温射流， 由于射流与周围介质的密度不同，在浮力和 重力 不平衡的条件下，水平射出的射流轴将发生弯曲。
Ar > 0， 热射流，向上弯曲； Ar = 0， 等温射流，不弯曲； Ar < 0， 冷射流，向下弯曲。
L 2 0.0363.793600 982m3 / h
t0
Q0 C
L
5690 1.21.01 982
4.8 C
982
n
L /Vn
15.5l 5.5 3.6 3.2
/h
5.4 房间气流分布的计算
7.检查：
tx t0
Tx T0
f0为孔口总面积 f1为孔板面积
对于正方形的孔板，开孔率为:
k
0.785
d0 l
2
d0为孔口直径，l为孔间距
二﹑孔板送风的计算方法
对孔板出流的等温射流的研究表明，由各小孔出 流的射流在汇合为总流前存在一个汇合段，该段长度 x0可由下式决定：
x0＝5 l 在汇合段后，则与自由射流相似，存在一中心速 度保持不变的起始段。如孔板为矩形或方形，则起始 段长度为
二﹑孔板送风的计算方法
4.K1，K2，K3：
K1，K2查表获得 设k=0.0076（或0.76%），则每块孔板的空口面积
因此， 这样，
f0 0.0076 5.81 0.44m2 495
u0 0.0443600 3.1m / s
A
0.01
(3.1)2
4 (0.48)3
23 1.22 1 0.0076
K1n1 x
2F0
0.88 2.4 2 0.036 6.1
＝0.093
所以tx 0.093 t0 0.093 4.8 0.45C
tx 0.5 C
5.4 房间气流分布的计算
二、 孔板送风的计算方法
孔板的基本特征可用开孔 率（或有效面积系数）k来 表示，即
k f0 f1
采用孔板送风应注意以下各点： 1.要达到较好的空气分布效果，一般开孔率k＝ 0.2%~0.5%范围内，即一般取l>4d0； 2.为避免孔口出流时产生较大的噪声并保证工作区流 速处于合宜的范围，一般 u0 4m / s ； 3.为使孔板出风均匀，采用等量送风的管道和静压室 是必要的，一般限制孔口出流前的空气流速（垂直于 孔口出流方向）和孔口流速之比值，即 u 0.25 （u为垂直于孔口出流方向的空气流速）u，0 以免出流 不均匀和出流偏斜。
5.3 空气分布器及房间气流分布形式
一、空气分布器的型式
喷口
集中射流风口
百叶风口
空
散流器
气
分
布
扇形射流风口
孔板、格栅风口 柱型风口
器
平面扁型射流风口
的
条缝风口
型
旋流风口
式
其他风口
座椅风口
球型风口
台式送风口
5.3 空气分布器及房间气流分布形式
喷口
用于自由射流，高大空间集中送风 根据工作区长度与落差来选取喷口
u0
x
6.1
由于本例的工作区处于射流的回流区，射流到达计算断面
x处的风速ux可以比回流区高，一般可取规定风速的两倍， 即ux 2u（h uh为回流区风速，或按规范规定的风速）。现 取 ux 0.5m / s 则 u0 0.5 / 0.132 3.79m / s 。
6.计算送风量与送风温差：
二﹑孔板送风的计算方法 2.设定送风温差为 t0 4C ，则送风应为
L 7200 1485m3 / h 1.21.01 4
故每块孔板的送风量为
L0 1485 / 3 495m3 / h
3.在工作区高度h=2m时，判断计算断面所在的射流
段。根据x1=4b检查知，x1=4*1=4m，显然射流处于 起始段。
二﹑孔板送风的计算方法
【例5－4】某空调房间尺寸为6*6*4（长*宽*高） （m），房间温度要求为 20 0.5C ，工作区空气 流速不超过0.25m/s，夏季室内显热冷负荷为 7200kJ/h。试选择孔板布置并进行送风气流的计算。 【解】1.确定用局部孔板下送， 设每块孔板尺寸为5.8*1.0（m）， 共有三块，则总孔板面积与顶棚 面积之比为5.8*3/6*6=48%，故 满足局部孔板送风的条件。孔板 在顶棚的布置如图所示。
考虑上述影响因素对自由 射流规律进行修正
ux K1K2K3m1 Fo Tx K1K2K3n1 Fo
uo
x
To
x
5.4 房间气流分布的计算 一般计算程序 （1）选定风口形式 （2）确定
x
（3）校核 tx
【例5－1】某空调房间要求恒温 20 0.5C，房间
尺寸为 5.53.6（3长.2 宽 高）（m），室内显
5.1 送风射流的流动规律
二、受限射流
等温帖附射流
贴附射流
集中射流和扇形射流： ux m1 2Fo
uo
x
贴附扁射流：
ux m1 2bo
uo