空调第5章气流组织

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
），风口尺寸。
•
4、一般精度空调工程的气流组织和风量计算，主要
是在工作区域内保持比较均匀、稳定的温湿度。同时，又 满足区域温差、空调精度和基数的要求。
•
5、有较高净化要求的空调工程，气流组织和风量计 算主要是使工作区域保持应有的净化程度和室内应有的正
压。
• 6、对气流速度有严格要求的空调工程，气流组织和 风量计算主要在于保证工作区域的气流速度不超过规定的 数值。
• 对于贴附扁射流的计算式为：
ux 2b0 m1 u0 x
• 可见贴附射流轴心速度的衰减比自由射流慢。 •
非等温帖服射流为冷射流时，射流的贴附长度 用下列各式计算 ：
x l可
(一) 计算射流几何特征系数
z
：
射流几何特征系数 z 是考虑非等温射流的 浮力（或重力）作用而在形式上相当于一个线性长 度的特征量。 对于集中射流和扇形射流：
面上流量相等，因而随着离开汇点距离的增大，流 速呈二次方衰减，或者说在汇流作用范围内，任意 两点间的流速与距汇点的距离平方成反比。
•
实际排（回）风口的速度衰减在风口边长比大
于0.2且
算：
•
•
0.2 x d 0 1.5
范围内，可用下式估
ux u0
1 x 2 9.55( ) 0.75 d0
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； u 0 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
ux 0.48 u 0 ax d 0
•
当风口型式一定时，设 m 0.48 a ，m 代表射流的 衰减特性，用风口的出流面积 F0 代替 d 0 ，则：
第三节 空气分布器及房间气流分布形式
一、几重常见的空气分布器
固定式百叶风口
单层百叶风口
双层百叶风口
圆盘散流器
斜片式散流器
圆环式散流器
直片式线性风口
活条式风口
二、空间气流分布的形式 (一)上送下回
( a ) 侧送侧回
( b ) 散流器送风
( c ) 孔板送风
•
上送下回的气流分布形式送风气流不直接进入工 作区，有较长的与室内空气棍掺的距离，能够形成比 较均匀的温度场和速度场。但是，它要求回风管接至 空调房间的下部，这将占用一定的建筑面积。
(三)下送上回
( a ) 地板下送
•
( b ) 末端装置下送
( c ) 置换式下送Fra bibliotek下送方式除 b 外，要求降低送风温差，控制工作区
内的风速，但其排风温度高于工作区温度，故具有一 定的节能效果，同时有利于改善工作区的空气质量。
(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 会加大温度梯度而使热耗增大。
k 0.35 0.62 h0 F0
h0 k 0.35 0.7 b0
e k 可用图5-3的线图直接查得
第二节 排(回)风口的气流流动
• •
排（回）风口的气流流动近似于流体力学中所述的汇流。 所注百分数为无因次距离 x d 0 处 u u 0 值。
•
汇流的规律性是在距汇点不同距离的各等速球
z 5.45m1 u 0 4
'
F0 (n1 T0 ) 2
'
对于扁射流：
(m1 u0 ) 4 z 9.63 b0 ' (n1 T0 ) 2
式中
'
m1 2m1
'
；
n1 2n1
'
(二)
计算 x l
集中式射流：
xl 0.5 z exp k
扁形射流：
xl 0.4 z exp k
式中 或（扁射流）
•
第四节 房间气流分布的计算
u x K1 K 2 K 3 m1 F0 u0 x
Tx K1 K 2 K 3 n1 F0 T0 x
第五节 气流分布性能的评价
二、空气分布特性指标
1.7 ET 1.1的测点数 ADPI 100 % 总测点数 一般要求， ADPI 80 % ET (ti t n ) 7.66 (ui 0.15)
u x m F0 u0 x
•
当射流温度与周围空气温度不同，射流与周围空气 的混掺结果使射流的温度场(浓度场)与速度场存在相似 性，定量的研究得出：
Tx 0.73m1 F0 n1 F0 T0 x x
• • •
T0 T0 Tn
T0 为射流出口温度；Tx
Tx Tx Tn
(二)上送上回
( a ) 单 侧上送上回 •
( b ) 异 侧上送上回
(c)
散流器上送上回
上送上回方式的特点可将送排（回）风管道集中于空间上部， 方案 b 尚可设置吊顶使管道成为暗装。 • 在采用散流器送风时，应注意两个问题： • 1、房间净空不能太高，否则送热风时存在一定问题； • 2、 送、回风口应保持一定距离（此距离和送风口的射流长度有 关），防止部分送风空气未进人工作区就直接进人了回风口从而形 成短流现象，影响对房间的供冷或供热。
气流组织的目的和任务 •
• 1、使送入的空气合理分布，有效地控制既定区域 内的有关参数处于合理限度； 2、消除热湿负荷及有害物，对被调对象的影响，
选择合适的排气点；
• 3、合理确定空调空间内的空气分布与送风口的型
式、数量和位置，排（回）风口的位置，送风参数
•
（送风温差 t 0
，送风口速度 u 0
速不得大于0.25m/s，夏季的显热冷负荷为500KJ/h，试进行孔板送风的气流组
织设计计算，并确定房间的最小高度。 • 8－3 一自由射流自高大车间顶棚下水平射出，起始流速及体积风量分别 为0.5 m/s和500 m 3 /h，射流起始温度为38 ℃，室内温度保持24℃。若圆 管的紊流系数 ＝0.08，试计算当射流末端流速为0.25m/s，0.5m/s，
0.75m/s，时，其轴心温度与室内空气温度之差。 • 8－4 已知房间的长 宽 高分别为21×15×6m，室温要求26 ℃，房间的显
热冷负荷Q＝25000KJ/h，采用安装在4.5m高的圆喷口水平送风，喷口紊流 系数 ＝0.07，试进行集中送风设计计算（风口设置在宽边上，且射程 为18m） • 8－5 某空调房间，室温要求20 0.5 ℃ ，室内长 宽 高分别为A×B×H＝ 6×6×3.6m，夏季每平方米空调面积的显热负荷Q＝300KJ/h，采用盘式散 流器平送，试确定各有关参数。
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 d 0 的喷口以出流速度 u 0 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。
• 射流主体段轴心速度的衰减规律可表示为： ux 0.48 ax u0 0.145 d0 • 射流主体段的参数变化与 ax0 d 0 有关。 • • 数 • 当忽略由极点至风口的一段距离，在主体段时直接用：
三、换气效率
C ( )d C ( )d
0 e 0 e

1 R n 2
n 100 % a
四、能量利用系数

t p to t n to
1 1 1
习
•
题
•
8－1一个面积为 6 4m ，高3.2m的空调房间，室温要求20 0.5 ℃ ，工 作风速不得大于0.25m/s，净化要求一般，夏季显热冷负荷为5400KJ/h ，试计算 侧送风的气流组织计算。 6 4.5m 8－2 一个面积为 的恒温房间，室温要求20 0.5 ℃ ，工作风
为距风口 x 处射流轴心温度；
为周围空气温度； Tn
代表温度衰减系数。 n1 0.73m1
二、受限射流
•
在射流运动过程中，射流受限贴附与顶棚的射流流 动称为贴附射流。 • 贴附射流可以看成是一个具有两倍 F0 出口射流的一 半，因此，其风速衰减的计算式为：
u x m1 2 F0 u0 x