对方形散流器送风口的数值描述方法及应用
CFD技术与风口描述
CFD技术与风口描述CFD技术在暖通空调领域中的研究和应用发展迅速。
在2012年发布的《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012中，将CFD技术作为确定通风量的一种有效方法。
然而，CFD方法还存在可靠性和对实际问题的可算性等问题。
对于实际工程而言，风口入流边界条件描述复杂、湍流模型难以选择、迭代计算耗时等问题，影响了CFD在实际工程的应用。
本文将针对影响实际工程应用问题之一的风口入流边界条件描述问题展开讨论。
1研究现状现有风口模型按照描述过程的不同进行归类，可分为直接描述类和间接描述类。
直接描述类包括基本模型[4]、动量模型[5]、N点风口动量模型[3]、局部定义法[8]。
间接描述类风口模型包括盒子模型[1]、指定速度模型[5]和主流区模型[1][2]。
2 多元定义风口模型多元定义法风口模型结合了N点动量风口模型和局部定义风口模型的思想。
将风口断面分为N个区域，每个区域选取1个具有代表性的点，故选取N个点，再对每个点进行定义。
每块区域作为模型的一个"射流元"，实际的风口就由这N 个"射流元"组成。
2.1 百叶风口的多元定义风口模型百叶类风口包括單层百叶风口和双层百叶风口，特点是出流方向可调，送风方向可能不均匀，将相同方向的出流合并为一束，则射流单元数取：N=送风口出流方向束数（2-1）对百叶风口而言，颈部入流速度v0一定，出流可能会有两种情况：一是出流方向平行，速度大小不均匀；二是出流方向和大小都不均匀。
（1）出流方向均匀（平行），速度大小不均匀的情况（2）出流方向和速度大小都不均匀的情况百叶风口常用的对开角度为40°、60°，这里取叶片倾斜角为30°，叶片长度为40mm，对图1的物理模型进行详细描述及合并两种情况的模拟。
下的百叶风口模拟时不建议取N=1。
实际应用的百叶风口出流方向束数通常为1或3，少数情况为5或7，按照出流方向束数描述入流边界条件并不会明显增加计算量[3]，因此为了保证更好的模拟风口射流对室内空气分布的影响，推荐按照式（2-1）取出流方向束数为多元定义法风口模型中的N值。
散流器送风计算方法
11.1.2散流器送风计算＋＝(W P378)外沿尺寸A×B×方形散流器的规格用颈部尺寸WH表示, (见空调工程50) ＋(W＋50)×(H(H106)×＋106),顶棚上预留洞尺寸C×D＝、散流器送风气流组织设计计算内容16m/s 最大不超过取2～5m/s(1)送风口的喉部风速Vd 射流速度衰减方程及室内平均风速(2)m以散流器中心为起点的射流水平距离（射程）式中：X-m/s Vx-在X处的最大风速-m/s散流器出口风速Vo0.07m Xo-自散流器中心算起到射流外观原点的距离, 多层锥面散流器为2m 90F-散流器的有效流通面积％按1.11.4盘式散流器为K-系数：多层锥面散流器为处的距离根则射程为散流器中心到风速为0.5m/s若要求射流末端速度为0.5m/s, 则：据式8-6,FFKvoKvoXo?＝射程X＝-Xo= X 5.Vx0m以散流器中心为起点的射流水平距离（射程）式中：X-1.1 1.4系数：多层锥面散流器为盘式散流器为K--m/s散流器出口风速Vo2 m％按90散流器的有效流通面积F-0.07m , Xo-自散流器中心算起到射流外观原点的距离多层锥面散流器为0.5 m/s在X处的最大风速一般为Vx-6m/s 5m/s最大不超过散流器的喉部风速Vd一般取2～=rL.3810(m/s)Vm室内平均风速122)(L/H4?28-2例P401)见空调工程 (注：(m) 散流器服务区边长L-式中：(m)房间净空高H-rr-r-因此即为射程 L射流射程与边长L之比L,射程％, 送热风时减少20当送冷风时, 室内平均风速取值增加20％其轴心温差衰减可近似地取 (3)轴心温差：对于散流器平送,-tx射流末端温度衰减值△℃0.5 m/s 处的最大风速一般为在XVx--to送风温差℃△m/s散流器的喉部风速Vd- P401)(见空调工程2、散流器送风气流设计步骤方形散流器的送风面积的长宽比不宜,(1)、布置散流器一般按对称布置或梅花形布置散流器中心线和墙体距离一般不小于1m大于1：1.5,,就可以计算出单个方形散流器的送风量(2)、由空调区的总送风量和散流器的个数根据散流器喉部面计算出所需散流器喉部面积,2～5m/s)如取假定散流器的颈部风速( ,选择散流器规格积校核射流的射程是否满足要求，中心处设置的的射程，根据下式(8-7)(3)、校核(1) ％散流器的射程应为散流器中心到房间或区域边缘距离的75 校核是否满足要求8-8计算室内平均风速,(4)校核室内平均风速,根据式=rL3810.Vm(m/s)室内平均风速122)H4?/(L2式中：L-散流器服务区边长(m) 注：(见空调工程P401)例8-2H-房间净空高(m)r-r-r L即为射程因此 L射流射程与边长之比,L射程(5)校核轴心温差衰减根据式(8-9)计算轴心温差衰减,校核是否满足空调区温度波动范围要求-------已知一层大厅舒适性空调区的尺寸为L=13. 8m,B=13.6m,H=3.5m,总送风量3m q/s=1.389v,to=tn=24 送风温度19进行气流分布设计,采用散流器平送,℃工作区温度,℃．解：等, 沿宽度方向划分为3 散流器将空调区进行划分,沿长度方向划分为3等分(1)布置散流器的数量每个区域为一个散流器的服务区, 9分,则空调区被划分成个小区域, n=9个则单个散流器所需的喉部面为3m/s,(2)选用方型散流器,假定散流器的颈部风速Vd q v/Vd n,积为计算如下2mq v/Vd n=4(总送风量)/(3m ×20)=0.067 的方型散流器选用喉部尺寸为240mm,则喉部实际风速为4m/s=3.068m/s, 散流器实际出口面积约为喉部面积的85％Vd=,3636?0..10?0则散流器的有效流通面积068.3Vd m/s=3.609m/s =散流器实际出口风速为Vo=％85.085）计算射程（32FKvo361.4?0.?85%?3.609070.?-Xo=＝射程m=3.353m X50.Vx m以散流器中心为起点的射流水平距离（射程）式中：X-1.1 盘式散流器为系数：多层锥面散流器为1.4K--m/sVo散流器出口风速2m％F-散流器的有效流通面积85按0.07m 多层锥面散流器为Xo-自散流器中心算起到射流外观原点的距离,处的最大风速Vx-在X6m/s～25m/s最大不超过散流器的喉部风速Vd一般取散流器的射程应为散流器中心到房间或2.3m,根据要求, 散流器中心到边缘距离因1.725m,0.75=1.725m×。
方形吸顶散流器平送风射程的探讨
方形吸顶散流器平送风射程的探讨王重超;吴虎彪【摘要】分析了方形吸顶散流器送风特点和射流特性,介绍了3种散流器射程的计算方法,实验分析了计算方法的可靠性.结果显示,自由紊动射流近似计算法,计算公式较为简单,计算误差较小,在工程中具有较高的应用价值.【期刊名称】《制冷与空调（四川）》【年(卷),期】2019(033)001【总页数】6页(P74-79)【关键词】方形散流器;射流射程;送风特点;射程【作者】王重超;吴虎彪【作者单位】航天智慧能源研究院/上海航天智慧能源技术有限公司上海 201201;同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海 200092【正文语种】中文【中图分类】TU831散流器是应用最为广泛的空调末端风口之一，其射流特性是影响室内气流分布和空调系统效果的重要因素。
虽然有部分学者对散流器的射流机理有过一些模拟和实验研究[1]，但是相关资料中针对其送风特点和射流特性叙述不够充分。
射程是散流器最主要的参数之一，各种设计手册和厂家样本的数据差距较大，使得暖通工程师在设计或施工过程中常常无所适从。
因此，对散流器射程的研究十分必要。
当吸顶散流器的出流方向与顶棚所成的角度α较小时，射流卷吸受房间顶棚的限制，从而影响了射流边界层的自由发展，射流半径及速度亦不能按自由紊动射流的规律发展，而是发展到一定程度后受顶棚的限制会渐变为贴附射流。
此时，吸顶散流器的射流即不是严格意义上的自由紊动射流，也不是贴附射流，而是出口射流在经过一段空气卷吸之后逐渐形成贴附射流，其射流特性示意见图1。
吸顶散流器一般安装在顶棚使用，当吸顶散流器的出流角度较小时，气流从散流器出口射出，卷吸房间内的空气，由于受顶棚的影响，射流一侧的卷吸空气量有限，这样就会在靠近顶棚处形成一个低压涡流区，从而使射流的方向发生改变，在横截面上主射流逐渐贴近顶棚。
当靠近顶棚一侧没有空气卷吸时，则射流与顶棚碰撞，小部分气流回到涡流区，大部分气流贴附顶棚形成贴附射流。
暖通规范中关于各类常见风管风速、风口风速、水管流速的规定
暖通规范中关于各类常见风速的规定一、各类风口风速规定1、采暖风口1.1、采用热风采暖系统时,应遵守下列规定:送风口的送风速度V（m/s），应根据送风口的高度、型式及布置经过计算确定，当送风口位于房间上部时，送风速度宜取：V= 5~15m/s；当送风口位于离地不高处时，送风速度宜取：V =0.3m/s~0.7m/s；回风口的回风速度，宜取：V=0.3m/s。
来源：《全国民用建筑工程设计技术措施/暖通空调·动力》（2009年版）2.8.71.2、热风幕的送风速度：公共建筑的外门，风速不宜大于6 m/s，高大外门不应大于25m/s。
来源：《全国民用建筑工程设计技术措施/暖通空调·动力》（2009年版）2.8.152、送排回风口2.1、进风、排风口风速（m/s）注：风口风速应按实际有效面积计算，一般百叶风口的遮挡率取50%。
来源：《全国民用建筑工程设计技术措施/暖通空调·动力》（2009年版）4.1.4.82.2、自然通风系统的进排风口风速宜按下表采用：来源GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》6.6.42.3、机械通风的进排风口风速宜按下表采用：来源：GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》6.6.52.4、厨房排风系统的风管风速不宜小于8m/s，且不宜大于10m/s；排风罩接风管的喉部风速应取4~5m/s。
来源：《全国民用建筑工程设计技术措施/暖通空调·动力》（2009年版）4.2.102.5、侧送和散流器平送的出口风速采用2m/s~5m/s。
孔板下送风的出口风速，从理论上讲可以采用较高的数值。
因为在一定条件下，出口风速较高时，要求稳压层内的静压也较高，这会使送风较均匀;同时，由于送风速度衰减快，对人员活动区的风速影响较小。
但当稳压层内的静压过高时，会使漏风量增加，并产生一定的噪声。
一般采用3m/s"'_'5m/s 为宜。
普通方形散流器
5.0 60.0 2322.0 4.2 3.9 39.0 3168.0 4.4 4.2 41.0 4140.0 4.7 4.4 42.0 5238.0 5.1 4.7 44.0
6.0 86.4 2786.0 5.2 4.5 43.0 3801.0 5.4 4.8 45.0 4968.0 5.5 4.9 46.0 6285.0 6.2 5.2 48.0
风口总代号
订 货示例: FK- FS/ L/2/ 1/ 300×300;表示:喉 径 尺寸为300×300铝质、 表 面需经 喷 涂处理 ， 不配阀 、 无附 件的方形散流器。
三、特点 方形散流器
性能 与 特点: 送风 气 流通过 多 层锥体 将 空气分 成 多层快 速 定向 气 流,使送 风气 流 能与室 内 空气很 快 混合; 快速 均 衡气流 温 度及降 低 气流流 速,防 止了尘 风 的产生; 外框 与 内锥部 叶 片可分 结 构,便于安 装 与调节; 选用优质铝合金作基材具有表面光洁、美观和良好的制作 工艺性能； 可根 据 不同的 用 途,选用不 同 出风方 向 的散流 器,当 与调节 阀 配套 使 用时具 有 很宽范 围 的风量 调 节功能; 散流 器 表面可 经 阳极氧 化 处理,具有 较 强的耐 锈 蚀能力 。
3、 步 骤 二 完 成 后 如 步 骤 三 所 示 。 3
风 口 系 列-方 形 散 流 器 七、订货须知
1、 敬 请 按 样 本 中 型 号 表 示 方 法 确 定 散 流 器 型 号 规 格 ； 2、 当 送风温 度 低于16℃ 时 请对应 工 况作补 充 说明， 以 免出现 揭 露现象 ； 3、 本 公 司 保 留 对 此 样 本 的 最 终 解 释 权 和 修 改 权 。
风 口 系 列-方 形 散 流 器
方形散流器规格知识讲解
方形散流器规格为了使人们在各种环境里避免噪音的干扰及不适感，除了按性能表确定颈部风速外，还需要考虑安装高度及安装场合。
1、安装高度限定颈部风速的最高值： 风口安装高度(H) 劲部风速(V) 2.1～2.7m < 5.5m/s 3.0～4.25m< 7.5m/s2、安装声场合限定颈部风速的最高值： 安装场所 颈部风速 安装场所 颈部风速播音室 3.0～3.5m/s剧场 5～6m/s医院门诊室 4～5m/s 剧场休息厅 教室 病房 音乐厅 食堂 旅馆客房 图书馆游艺厅 接待室 一般办公室 商店 6～7.5m/s居室 旅馆 大剧场 计算机房 饭店FS 方形散流器规格颈尺寸 面尺寸 颈尺寸 面尺寸 颈尺寸 面尺寸 150×150 175×175275×275 300×300425×425 450×450550×550 575×575240×240 360×360365×365 485×485200×200 225×225 250×250 275×275 300×300 325×325 350×350 375×375 400×400 325×325350×350375×375400×400425×425450×450475×475500×500525×525475×475500×500525×525550×550575×575600×600600×600625×625650×650675×675700×700725×725420×420480×480545×545605×605JS方形散流器规格颈尺寸面尺寸颈尺寸面尺寸150×225 150×300 150×375 150×450 150×525 225×300 225×375 225×450 225×525 300×375 300×450 300×525 375×450 375×525 450×525 275×350275×425275×500275×575275×650350×425350×500350×575350×650425×500425×575425×650500×575500×650575×650240×360240×420240×480300×420300×480360×480365×485365×545365×605425×545425×605485×605。
完整版散流器送风计算方法
11.1.2散流器送风计算B× (见空调工程P378)外沿尺寸A方形散流器的规格用颈部尺寸W×H表示,50) (H＋50)×＋(H＋106),顶棚上预留洞尺寸C×D＝(W(W＝＋106)× 1、散流器送风气流组织设计计算内容6m/s 2～5m/s最大不超过(1)送风口的喉部风速Vd取 (2) 射流速度衰减方程及室内平均风速FKVx?xo?Vox m以散流器中心为起点的射流水平距离（射程）式中：X-m/s 在X处的最大风速Vx--m/sVo散流器出口风速0.07m 自散流器中心算起到射流外观原点的距离, 多层锥面散流器为Xo-2m F-散流器的有效流通面积％按901.1盘式散流器为K-系数：多层锥面散流器为1.4处的0.5m/s若要求射流末端速度为0.5m/s,则射程为散流器中心到风速为距离根据式8-6,则：KvoFKvoF?Xo＝射程X＝-Xo= X0.5Vx式中：X-以散流器中心为起点的射流水平距离（射程）mK-系数：多层锥面散流器为1.4盘式散流器为1.1-散流器出口风速Vom/s2 m％按90散流器的有效流通面积F-0.07m , 自散流器中心算起到射流外观原点的距离多层锥面散流器为Xo-0.5 m/s处的最大风速一般为在Vx-X6m/s最大不超过5m/s～2一般取Vd散流器的喉部风速=rL3810.(m/s)Vm室内平均风速122)(L/4?H28-2例 (见空调工程P401)散流器服务区边长式中：L-(m) 注：(m)房间净空高H-rr-r-因此即为射程 L射流射程与边长L之比L,射程％, 送热风时减少20当送冷风时, 室内平均风速取值增加20％其轴心温差衰减可近似地取轴心温差：对于散流器平送, (3)VxVx?tx to???tx?VdVd?to-tx射流末端温度衰减值△℃0.5 m/sX处的最大风速一般为Vx-在-to送风温差℃△m/sVd-散流器的喉部风速见空调工程P401)2、散流器送风气流设计步骤(方形散流器的送风面积的长宽比布置散流器一般按对称布置或梅花形布置,(1)、散流器中心线和墙体距离一般不小于1m1：1.5不宜大于就可以计算出单个方形散流器的送风,(2)、由空调区的总送风量和散流器的个数根据散,～5m/s)计算出所需散流器喉部面积量,假定散流器的颈部风速(如取 2 选择散流器规格流器喉部面积,校核射流的射程是否满足要求，中心处设(8-7)(1)的射程，根据下式(3)、校核％置的散流器的射程应为散流器中心到房间或区域边缘距离的75 ,校核是否满足要求,根据式8-8计算室内平均风速(4)校核室内平均风速=rL.3810Vm(m/s)室内平均风速122)(L/4?H2式中：L-散流器服务区边长(m) 注： (见空调工程P401)例8-2H-房间净空高(m)r-r-r L即为射程,因此之比 L射程射流射程与边长L校核是否满足空调区温度,计算轴心温差衰减(8-9)校核轴心温差衰减根据式(5)．波动范围要求总送风已知一层大厅舒适性空调区的尺寸为-------L=13.8m,B=13.6m,H=3.5m,3m q/s量=1.389v tn=,to=19送风温度24进行气流分布设计工作区温度采用散流器平送,℃,,℃解：沿宽度方向划分等分, ,布置散流器将空调区进行划分沿长度方向划分为3(1)散流每个区域为一个散流器的服务区, ,则空调区被划分成9个小区域,为3等分 n=9个器的数量则单个散流器所需的喉为3m/s,选用方型散流器, 假定散流器的颈部风速Vd(2)q v/Vd n,部面积为计算如下2mq 20)=0.067)/(3m×v/Vd n=4(总送风量 240mm的方型散流器,则喉部实际风速为选用喉部尺寸为4,散流器实际出口面积约为喉部面积的Vd=85％m/s=3.068m/s,36036?.10?0.则散流器的有效流通面积3.068Vd=Vo=m/s=3.609m/s 散流器实际出口风速为％0.8585）计算射程（32FKvo36.8531.4?.609?%?0070?.-Xo=＝射程m=3.353m X 5.0Vx式中：X-以散流器中心为起点的射流水平距离（射程）mK-系数：多层锥面散流器为1.4盘式散流器为1.1-散流器出口风速Vom/s2 m％按85散流器的有效流通面积F-0.07m , 自散流器中心算起到射流外观原点的距离多层锥面散流器为Xo- 处的最大风速在Vx-X6m/s最大不超过5m/s～2一般取Vd散流器的喉部风速散流器的射程应为散流器中心到, 散流器中心到边缘距离2.3m,根据要求1.883m。
方形散流器送风角度对室内热舒适度的影响
方形散流器送风角度对室内热舒适度的影响刘泽勤;李思泽;左珍君【摘要】使用CFD数值模拟软件,进行数值模拟和分析,探索办公室建筑房间内方形散流器的送风角度对室内热舒适度的影响.采用温度不均匀系数、速度不均匀系数、空气分布特性指标ADPI和能量利用系数等作为人体热舒适度的综合评价指标.根据用户对工作区域的热环境要求,可合理选择不同角度的方形散流器:如对温度均匀性要求较高,应选择送风角度为50°;如对速度均匀性要求较高,应选择送风角度40°;如对热舒适性要求较高,应选择送风角度为30°～40°;如果对建筑节能效果要求较高,应选择送风角度为60°～70°.【期刊名称】《河北工业大学学报》【年(卷),期】2015(044)006【总页数】5页(P58-62)【关键词】送风角度;温度不均匀系数;速度不均匀系数;ADPI;能量利用系数【作者】刘泽勤;李思泽;左珍君【作者单位】天津商业大学机械工程学院,天津300134;天津市制冷技术重点实验室,天津300134;天津商业大学机械工程学院,天津300134;天津商业大学机械工程学院,天津300134【正文语种】中文【中图分类】TU831随着社会经济的发展，人们对室内舒适度的控制要求越来越高，作为影响人体舒适度的主要因素，室内温度场和速度场已成为暖通空调专业学者们的研究内容之一，良好的室内气流组织是改善室内热环境的重要影响因素[1]．空调系统末端装置的方形散流器，以控制送风气流方向并均匀散流特性为主要特征，被广泛应用于室内空调系统[2]．散流器送风角度的不同会引起室内速度场的变化，进而对人体的热舒适性产生影响．1974 年，丹麦的Nielsen P V[3]首次将CFD应用于空调工程，模拟室内空气流动情况，此后，国内外许多学者应用CFD模拟技术，模拟不同条件下室内环境的热舒适型，为CFD技术在暖通空调领域的应用提供了借鉴．应用CFD模拟技术，探索合理的气流分布，是确保室内达到最佳空气品质的前提与必要条件，对于建筑物而言，影响室内气流分布的主要因素是送风参数，而在实际空调工程中，送风口多采用方形散流器．目前对于方形散流器送风参数的研究，主要集中于送风温度与速度，对于送风角度对室内热舒适度的影响的研究还不是很广泛．本文通过使用CFD模拟软件，模拟分析办公建筑方形散流器送风角度的变化，对室内热舒适度和气流组织分布的影响，通过探索温度不均匀系数、速度不均匀系数、空气分布特性指标ADPI和能量利用系数等，对室内热环境进行综合评价．温度不均匀系数和速度不均匀系数分别反映了空调房间工作区的温度和速度分布的均匀程度．空气分布特性指标（ADPI）将空气温度、气流速度以及人的舒适感三者结合起来，充分反映了整个工作区的气流分布的优劣，是空调气流分布评估的唯一单个数据指标，由于大多数室内的舒适性空调辐射影响有限，且相对湿度在30%～70%范围内对人体影响不明显[4]，所以ADPI未考虑辐射以及相对湿度对人体舒适度的影响．因此，空气温度与风速对人体的综合作用，成为本课题研究的主要考虑因素，同时也用作供冷工况下，舒适性空调的评价指标[5]．图1为1间典型办公室模型示意图，数值模拟边界条件将办公室几何尺寸设置为5 m×4 m×3 m．房间内所布置的热源为模拟人、模拟电脑、灯、桌子；办公室内设置4人，考虑到人在办公室内一般为坐姿，将人体简化为1.1 m高的圆柱体，单个人体发热量为130 W；室内有4组日光灯用于照明，每组2个日光灯，单个灯管发热量为36 W；办公室内配备4个电脑用于办公，单个电脑的发热量为108 W；室内所有的热源均设为面热源；送排风口位于天花板上，风口位置如图1所示，送风口尺寸为300 mm×300 mm，送风速度2 m/s，回风口尺寸为800 mm×400 mm；室内设计温度25℃，送风口送风温度20℃；建筑维护结构假设为绝热壁面．通过使用CFX软件进行数值模拟计算，对使用不同角度的方形散流器的办公室空调进行数值模拟，模拟选取的送风角度如表1所示，文中选取距地面0.1 m、0.3 m、0.5 m、0.7 m、0.9 m、1.1 m、1.3 m、1.5 m水平平面进行分析，分析平面内的温度速度分布．图2为送风角度30°时距地面1.1 m处的温度速度分布图，其中图2a）为温度分布图，图2b）为速度分布图．从图2a）可以看出，在该平面内，温度分布均匀，横向温差小．模拟计算得出，平面计算平均温度为25.296℃，设计温度为25℃，模拟计算结果与设计差距不大，图中人体与电脑周围温度较高，是由于人体和电脑被设为面热源，从而造成小部分区域出现温度偏高现象．由图3b）可以看出，在1.1m平面内，风速分布较为均匀，人体周围风速不超过0.3m/s，不会产生吹风感，模拟计算得出，平面内平均风速为0.076m/s，符合人体热舒适度要求．图3为在不同送风角度下，距地面不同高度的平面平均温度与速度分布图．从图3a）中可以看出，送风角度在10°～50°范围内，垂直方向温度梯度不断减小，在50°～90°范围内，温度梯度不断增大，送风角度为50°时，1.5 m以下区域的温度梯度最小，垂直温差在1°以内．同一送风角度下，随着高度的增加，面平均温度增大．送风角度为70°时，同一高度平面的平均温度最低．图3b）为在不同送风角度下，距地面不同高度的平面平均速度分布图．从图中可以看出，随着距地面高度的增加，平面平均速度增加，在垂直方向的速度差较小．随着送风角度的增大，同一高度平面内的平均速度增加．送风角度在10°～30 °的范围内，垂直方向的速度差增大，送风角度在30°～50°范围内，垂直方面的速度差减小，在50°时达到最小，60°～90°的范围内，垂直方向的速度差基本保持不变．距地面高为0.1 m 的平面的平均速度随送风角度的变化比较明显．但总体风速都不高于0.35 m/s，符合人体热舒适度的要求．为了对使用方形散流器的房间进行总体的室内热舒适度评价，寻找出最适合的方形散流器送风角度．在房间1.1 m以下的区域选取数据采集点，房间内数据采集点的选取如图4所示．测点距两边墙体的距离为500 mm，每隔500 mm选取一排测点，每排测点最低点距地100 mm，然后每隔100 mm向上取点，依次取10个测点．采用温度不均匀系数、速度不均匀系数、ADPI指标和能量利用系数对1.1 m以下区域内的热舒适度进行总体评价．3.1 不均匀系数在室内各点，气流组织的表现形式为温度、风速均有不同程度的差异，这种差异用“不均匀系数”指标来评价．在工作区内选择n个测点，分别测得各点的温度和风速，求其算术平均值为[6]则不均匀系数的定义为式中速度不均匀系数ku和温度不均匀系数kt都是无量纲数．ku、kt的值越小，表示气流分布的均匀性越好．图5为不同送风角度下1.1 m以下工作区域的温度不均匀系数和速度不均匀系数变化情况．从图5a）中可以看出送风角度在10°～50°的范围内，温度不均匀系数呈下降趋势，在50°～70°的送风角度范围内又呈上升趋势，70°～90°的送风角度范围内，温度不均匀系数又开始降低，送风角度为50°时，温度不均匀系数最小．单从温度不均匀系数方面来考虑，送风角度为50°时效果最好．从图5b）中可以看出，速度不均匀系数随送风角度的增加，总体呈增大趋势，只有在送风角度为40°时，出现一个突降．单从速度不均匀系数方面考虑，送风角度为10°时效果最好，送风角度为20°和40°时，效果也很不错．3.2 空气分布特性指标ADPI在舒适性空气调节中，可以用测点温度、风速作用的有效温度差值来评价人的舒适性[7]式中：为综合温度；t1为测点温度；tn为室内设计温度，参照《天津市2010年节能减排工作实施方案》，取室内温度为25℃，温度单位均为℃；vi为测点风速，速度单位为m/s．根据相关资料显示，在=1.7～1.1的范围内，多数人体感觉较为舒适[8]．ADPI值可通过下式确定[2]根据相关资料显示，当ADPI＞80%时，可视为空调区处于热舒适状态[9]，即办公室工作区处于热舒适状态．3.3 能量利用系数能量利用系数又称温度效率（Temperature Efficiency），反映的是室内的温度梯度，表示了室内热力分层的特性．工作区的平均能量利用系数为[10]式中：te为排风温度；tm为工作区空气平均温度；ts为送风温度．对通风系统而言，能量利用系数越高，节能潜力也越大，但同时也会导致室内较大的温度梯度，从而影响热舒适度，进而影响室内空气品质[11]．本次模拟实验，通过选取的工作区测点和排风测点，计算出该办公室能量利用系数，以此判断系统所具有的节能效果[12]．图6为ADPI值和能量利用系数随送风角度的变化情况图．其中，图6a）表示ADPI值随送风角度的变化情况．从图中可以看出，送风角度在20°～50°的范围内时，方形散流器送风基本能够保证工作区域内人体热舒适性的要求．送风角度为30°和40°时，工作区域内的人体热舒适性效果最好，送风角度为80°时，工作区域内的人体热舒适性效果最差．从人体热舒适性方面考虑，送风角度选择30°～40°范围内时效果最好．图6b）表示能量利用系数随送风角度的变化情况．从图中可以看出，送风角度在10°～70°的范围内，能量利用系数都比较高，且都大于1，都具有很好的节能效果，送风角度为60°时的能量利用系数最高，节能效果最好．送风角度为80°和90°时的能量利用系数很低，且都低于0.5，不节能．从节能方面考虑，送风角度选择60°时，节能效果最为明显．通过上述的模拟研究发现，使用方形散流器对办公室进行空调制冷时，从不同的方面考虑，其最佳送风角度都有所不同．因此，在一般办公建筑内使用方形散流器作为空调的送风口时，应根据不同的使用要求，合理选择不同角度的方形散流器．如果对室内工作区内的温度均匀性要求较高，应选择送风角度为50°方形散流器；如果对室内工作区内的速度均匀性要求较高，应选择送风角度为40°方形散流器；如果对室内工作区内的热舒适性要求较高，应选择送风角度为30°～40°的方形散流器；如果对建筑节能效果要求较高，应选择送风角度为60°～70°的方形散流器．本课题的模拟实验研究，为方形散流器的工程设计选择提供了技术支持．【相关文献】[1]Liu Z Q，Li G，Zheng C X．The simulation and calculation of indoor thermal environment and the PPD evaluation index affected by three typical air-conditioning supply modes[J]．HVAC&R Research，2014，20（3）：344-350．[2]杨国荣，叶大法．采用ADPI方法选择变风量系统送风散流器[J].制冷空调与电力机械，2009，30（2）：1-7．[3]Nielsen P V．Flow in air conditioned rooms（English Translation）[D]．Copenhagen：Technical University of Denmark，1976．[4]范存养．大空间建筑空调设计与工程实录[M]．北京：中国建筑工业出版社，2001．[5]ASHRAE．ASHRAE handbook-fundamentals[M]．A tlanta：American Society of Heating,Refrigerating and Air-Conditioning Engineers Inc，1997：15．[6]李先庭，赵彬著．室内空气流动数值模拟[M]．北京：机械工业出版社，2009．[7]臧效罡，赵树兴，李文杰．应用ADPI与PMV评价热舒适性的比较分析[J]．山西建筑，2010，36（33）：174-175．[8]ASHARE Standard 55，Thermal environmental conditions for humanoccupancy[S]．ASHRAE，2004．[9]张东生，彭彪．低温送风室内气流组织模拟及热舒适评价[J]．建筑热能通风空调，2007，26（6）：70-73．[10]Grossman S，Hart O．The costs and benefits of ownership：a theory of vertical and lateral integration[J]．Journal of Political Economy，1986，94（4）：691-719．[11]叶必朝．组合通风系统的实验与仿真研究[M]．青岛：青岛理工大学，2005．[12]HART O．Firm s，contracts，and financial structure[M]．Oxford：Oxford University Press，1995．。
(完整版)散流器送风计算方法
11.1.2散流器送风计算方形散流器的规格用颈部尺寸W ×H 表示, (见空调工程P378)外沿尺寸A ×B ＝(W ＋106)×(H ＋106),顶棚上预留洞尺寸C ×D ＝(W ＋50)×(H ＋50) 1、散流器送风气流组织设计计算内容(1)送风口的喉部风速Vd 取2～5m/s 最大不超过6m/s (2) 射流速度衰减方程及室内平均风速xox F K Vo Vx += 式中：X-以散流器中心为起点的射流水平距离（射程）mVx-在X 处的最大风速m/s Vo -散流器出口风速m/sXo-自散流器中心算起到射流外观原点的距离, 多层锥面散流器为0.07m F-散流器的有效流通面积m 2按90％K-系数：多层锥面散流器为1.4盘式散流器为1.1若要求射流末端速度为0.5m/s,则射程为散流器中心到风速为0.5m/s 处的距离根据式8-6,则： 射程X ＝VxF Kvo -Xo= X ＝Xo FKvo -5.0 式中：X-以散流器中心为起点的射流水平距离（射程）mK-系数：多层锥面散流器为1.4盘式散流器为1.1 Vo -散流器出口风速m/sF-散流器的有效流通面积m 2按90％Xo-自散流器中心算起到射流外观原点的距离, 多层锥面散流器为0.07m Vx-在X 处的最大风速一般为0.5 m/s散流器的喉部风速Vd 一般取2～5m/s 最大不超过6m/s室内平均风速Vm=2122)4/(381.0H L rL +(m/s)式中：L-散流器服务区边长(m) 注： (见空调工程P401)例8-2H-房间净空高(m)r L -射程 r-射流射程与边长L 之比,因此r L 即为射程当送冷风时, 室内平均风速取值增加20％, 送热风时减少20％ (3)轴心温差：对于散流器平送,其轴心温差衰减可近似地取Vd Vx to tx ≈∆∆ to VdVxtx ∆≈∆△tx -射流末端温度衰减值℃Vx-在X 处的最大风速一般为0.5 m/s△to -送风温差℃Vd-散流器的喉部风速m/s2、散流器送风气流设计步骤(见空调工程P401)(1)、布置散流器一般按对称布置或梅花形布置,方形散流器的送风面积的长宽比不宜大于1：1.5散流器中心线和墙体距离一般不小于1m(2)、由空调区的总送风量和散流器的个数,就可以计算出单个方形散流器的送风量,假定散流器的颈部风速(如取2～5m/s)计算出所需散流器喉部面积,根据散流器喉部面积,选择散流器规格(3)、校核(1)的射程，根据下式(8-7)校核射流的射程是否满足要求，中心处设置的散流器的射程应为散流器中心到房间或区域边缘距离的75％ (4)校核室内平均风速,根据式8-8计算室内平均风速,校核是否满足要求 室内平均风速Vm=2122)4/(381.0H L rL +(m/s)式中：L-散流器服务区边长(m) 注： (见空调工程P401)例8-2H-房间净空高(m)r L -射程 r-射流射程与边长L 之比,因此r L 即为射程(5)校核轴心温差衰减根据式(8-9)计算轴心温差衰减,校核是否满足空调区温度波动范围要求-------已知一层大厅舒适性空调区的尺寸为L=13. 8m,B=13.6m,H=3.5m,总送风量q v =1.389m 3/s,送风温度to=19℃,工作区温度tn=24℃,采用散流器平送,进行气流分布设计解：(1)布置 散流器将空调区进行划分,沿长度方向划分为3等分, 沿宽度方向划分为3等分,则空调区被划分成9个小区域,每个区域为一个散流器的服务区, 散流器的数量n=9个(2)选用方型散流器, 假定散流器的颈部风速Vd 为3m/s,则单个散流器所需的喉部面积为q v/Vd n,计算如下q v/Vd n=4(总送风量)/(3m ×20)=0.067m 2选用喉部尺寸为240mm 的方型散流器,则喉部实际风速为 Vd=36.036.0104⨯⨯m/s=3.068m/s, 散流器实际出口面积约为喉部面积的85％,则散流器的有效流通面积 散流器实际出口风速为Vo=％Vd 85=85.0068.3m/s=3.609m/s （3）计算射程射程X ＝VxFKvo -Xo=07.05.036.0%85609.34.12-⨯⨯⨯m=3.353m 式中：X-以散流器中心为起点的射流水平距离（射程）mK-系数：多层锥面散流器为1.4盘式散流器为1.1 Vo -散流器出口风速m/sF-散流器的有效流通面积m 2按85％Xo-自散流器中心算起到射流外观原点的距离, 多层锥面散流器为0.07m Vx-在X 处的最大风速散流器的喉部风速Vd 一般取2～5m/s 最大不超过6m/s散流器中心到边缘距离 2.3m,根据要求, 散流器的射程应为散流器中心到房间或区域边缘距离的75％,所需的最小射程为：2.3m ×0.75=1.725m 。
方形散流器规格表
方形散流器规格表方形散流器、矩形散流器、两面吹散流器、三面吹散流器、铝合金散流器方形散流器具有良好的散流特性和美观的外形，广泛应用于空调系统中作送风口，其结构形式有多样，有1--4个不同方向散流的形式，能满足所有类型天花板的要求，散流器外框和内芯可分离，拆装容易，便于调节风量根据使用要求，散流器后端可配人字闸(风量调节阀)来调节风口出风量（OBD）。
其外框和内芯采用优质铝合金型材制作，并经本色阳极化处理，阳极化膜坚实耐腐蚀。
本散流器气流属贴附（平送）型。
广泛适用于医院、剧场、教室、音乐厅、图书馆、游艺厅、剧场休息厅、一般办公室、商店、旅馆、酒楼及体育馆等场所。
常规规格表：（可以接受其它尺寸定做）以下为喉部尺寸，也叫开孔尺寸或洞口尺寸安装高度制约颈部风速的最高限度风口安装高度风口颈部风速2.1-2.7米 5.5米/秒以下3-4.25米7.5米/秒以下音响点制约颈部风速的最高限度安装场所吹出口颈部风速安装场所吹出口颈部风速播音室3-3.5米/秒剧场剧场休息厅教室音乐厅游艺厅一般办公室5-6米/秒医院门诊室病房旅馆客房接待室居室计算机房4-4.5米/秒商店旅馆大剧场饭店6-7.5米/秒方形散流器、矩形散流器调节阀配用，才能在系统中得到理想的气流分布。
此风口的叶片角度为固定式，不能随意调节，整个叶片与边框采用分离式结构（即叶片可以从边框内取下，安装好边框后再装上叶片），以方便安装与调节。
产品型号说明：K-YS-ABK-代表风口；FS-方形散流器；A为长度；B为宽度；AxB风口喉部尺寸，单位为毫米(mm)。
如FK-FS-1818，为简单易记，常规尺寸一般把长度后面的'0'去掉来标注型号，如180用18代表之。
暖通设计参数总结——风口风量参数
暖通设计参数总结——风口风量参数 顶棚散流器送风量 l/s尺寸mm 送风流量m/s 1 1.5 2 2.5 3.75 5250*250 50 70 95 120 175 235300*300 70 100 135 170 255 340350*350 90 140 185 230 350 465400*400 120 180 240 295 440 590500*500 190 280 380 470 710 945600*600 270 410 545 680 1020 1360侧送风口的送风量 l/s送风口尺寸mm 送风口流速m/s 1.5 2 2.5 3.75 5250*100 30 40 50 70 95300*100 35 45 55 85 115400*100 45 60 75 115 150500*100 55 75 95 145 190600*100 70 90 115 170 230750*100 85 115 145 215 285900*100 100 135 170 255 340250*150 45 55 70 105 145300*150 50 70 85 130 170400*150 70 90 115 170 230500*150 85 115 145 215 285600*150 100 135 170 255 340750*150 130 170 215 320 430900*150 155 205 255 385 515400*200 90 120 150 230 305500*200 115 150 190 285 380600*200 135 180 230 340 455750*200 170 230 285 430 570900*200 205 275 340 415 685400*250 115 150 190 285 380500*250 145 190 240 355 475600*250 170 230 285 430 570750*250 215 285 355 535 715900*250 255 340 430 640 855530*300 170 230 285 430 570600*300 205 275 640 575 685750*300 255 340 430 640 855900*300 310 410 515 770 10301000*50 55 75 95 145 1901000*75 85 115 145 215 2851000*100 115 150 190 285 3801000*125 145 190 240 355 4751000*150 170 230 285 430 5701000*175 200 265 330 500 6651000*200 230 305 380 570 760送风风速标准一、百叶窗的推荐流速位置新风回风减湿器正面减温器旁通加热器旁通流速m/s 2.5~4 6~6 2~4 7.5~12 5~7.5二、不同送风方式的送风量指标和室内平均流送风方式单位地板面积的送风量l/s*m2 工作区平均流速m/s 换气次数1/h 侧送百叶风口3~6 0.13~0.18 7条形风口4~10 0.10~0.18 12局部孔板送风5~15 0.10~0.18 18顶棚散流器5~25 0.10~0.25 30顶棚孔板送风5~50 0.05~0.15 60三、低速风管系统的推荐和最大流速应用场合住宅公共建筑工厂推荐最大推荐最大推荐最大室外空气入口 2.5 4 2.5 4.5 2.5 8 空气过滤器 1.3 1.5 1.5 1.8 1.8 1.8 加热排管 2.3 2.5 2.5 3 3 3.5 冷却排管 2.3 2.3 2.5 2.5 3 3 淋水室 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 风机出口 6 8.5 9 11 10 14 主风管 4 6 6 8 9 11 支风管（水平）3 5 4 6.5 5 9 支风管（垂直）2.5 4 3.5 6 4 8 四、低速风管系统送风区域的最大允许流速应用场合以噪音控制主风管以摩擦阻力控制送风主管回风主管送风支管回风支管住宅 3 5 4 3 3 公寓、饭店房间 5 7.5 6.5 6 5 办公室、图书馆 6 10 7.5 8 6.1 大礼堂、戏院 4 6.5 5.5 5 4 银行、高级餐厅7.5 10 7.5 8 6 百货店、自助餐厅910 7.5 8 6 工厂12.5 15 9 11 7.5 五、逗留区流速与人体感觉的关系流速m/s 人体感觉0~0.08 不舒服，停滞空气的感觉0.127 理想，舒适0.127~0. 25 基本舒适0.33 不舒适，可以吹动薄纸0.38 对站立者为舒适感之上限0.38~1.52 用于工厂和局部空调六、逗留区之最大允许流速人体状态 长时间坐 短时间坐 轻工作 重工作应用 办公室 餐厅 商店轻工业 工厂、舞厅 冷却m/s 0.1 0.15 0.2 0.3 加热m/s 0.2 0.3 0.35 0.45七、回风格棚的推荐流速位置 近座位 逗留区以上 门下部 门上部 工业用 流速 m/s 2～3 3～4 4 3 >=4八、空调房间之允许最大送风温差送风方式 下列房间高度m 2 3 4 5 6侧送，大风量 6.5 8.3 10 12 14 侧送，小风量 9 11 13 15 17 顶棚散流器 9.5 16 17 18 18九、通风系列之流速系统 商业 工业低速 送风、最大流速 13 13送风、一般流速 6~11 11~13 回风、最大流速 10 13回风、一般流速 7.5~9 9~13高速、一般 13 13~25十、推荐的送风口流速应用场合 流速m/s播音室 1.5~2.5戏院 2.5~3.5住宅、公寓、饭店房间、教室 2.5~3.8私人办公室 2.5~4一般办公室 5~6电影室 5百货店、上层 7.5百货店、地下 10十一、以噪音标准控制的允许送风流速应用场合 流速m/s图书馆 1.75~2.5住宅，公寓，私人办公室，医院房间 2.5~4银行，戏院，教室，一般办公室，商店，餐厅 4~5工厂，百货公司，厨房 5~7.5。
散流器送风计算方法
11.1.2散流器送风计算方形散流器的规格用颈部尺寸W ×H 表示, (见空调工程P378)外沿尺寸A ×B ＝(W ＋106)×(H ＋106),顶棚上预留洞尺寸C ×D ＝(W ＋50)×(H ＋50) 1、散流器送风气流组织设计计算内容(1)送风口的喉部风速Vd 取2～5m/s 最大不超过6m/s (2) 射流速度衰减方程及室内平均风速xox F K Vo Vx += 式中：X-以散流器中心为起点的射流水平距离（射程）mVx-在X 处的最大风速m/s Vo -散流器出口风速m/sXo-自散流器中心算起到射流外观原点的距离, 多层锥面散流器为0.07m F-散流器的有效流通面积m 2按90％ K-系数：多层锥面散流器为盘式散流器为若要求射流末端速度为s,则射程为散流器中心到风速为s 处的距离根据式8-6,则： 射程X ＝VxF Kvo -Xo= X ＝Xo FKvo -5.0 式中：X-以散流器中心为起点的射流水平距离（射程）mK-系数：多层锥面散流器为盘式散流器为 Vo -散流器出口风速m/sF-散流器的有效流通面积m 2按90％Xo-自散流器中心算起到射流外观原点的距离, 多层锥面散流器为0.07m Vx-在X 处的最大风速一般为0.5 m/s散流器的喉部风速Vd 一般取2～5m/s 最大不超过6m/s室内平均风速Vm=2122)4/(381.0H L rL +(m/s)式中：L-散流器服务区边长(m) 注： (见空调工程P401)例8-2H-房间净空高(m)r L -射程 r-射流射程与边长L 之比,因此r L 即为射程当送冷风时, 室内平均风速取值增加20％, 送热风时减少20％ (3)轴心温差：对于散流器平送,其轴心温差衰减可近似地取Vd Vx to tx ≈∆∆ to VdVxtx ∆≈∆△tx -射流末端温度衰减值℃Vx-在X 处的最大风速一般为0.5 m/s△to -送风温差℃Vd-散流器的喉部风速m/s2、散流器送风气流设计步骤(见空调工程P401)(1)、布置散流器一般按对称布置或梅花形布置,方形散流器的送风面积的长宽比不宜大于1：散流器中心线和墙体距离一般不小于1m(2)、由空调区的总送风量和散流器的个数,就可以计算出单个方形散流器的送风量,假定散流器的颈部风速(如取2～5m/s)计算出所需散流器喉部面积,根据散流器喉部面积,选择散流器规格(3)、校核(1)的射程，根据下式(8-7)校核射流的射程是否满足要求，中心处设置的散流器的射程应为散流器中心到房间或区域边缘距离的75％ (4)校核室内平均风速,根据式8-8计算室内平均风速,校核是否满足要求 室内平均风速Vm=2122)4/(381.0H L rL +(m/s)式中：L-散流器服务区边长(m) 注： (见空调工程P401)例8-2H-房间净空高(m)r L -射程 r-射流射程与边长L 之比,因此r L 即为射程(5)校核轴心温差衰减根据式(8-9)计算轴心温差衰减,校核是否满足空调区温度波动范围要求-------已知一层大厅舒适性空调区的尺寸为L=13. 8m,B=,H=,总送风量q v =s,送风温度to=19℃,工作区温度tn=24℃,采用散流器平送,进行气流分布设计解：(1)布置 散流器将空调区进行划分,沿长度方向划分为3等分, 沿宽度方向划分为3等分,则空调区被划分成9个小区域,每个区域为一个散流器的服务区, 散流器的数量n=9个(2)选用方型散流器, 假定散流器的颈部风速Vd 为3m/s,则单个散流器所需的喉部面积为q v/Vd n,计算如下q v/Vd n=4(总送风量)/(3m ×20)=0.067m 2选用喉部尺寸为240mm 的方型散流器,则喉部实际风速为 Vd=36.036.0104⨯⨯m/s=3.068m/s, 散流器实际出口面积约为喉部面积的85％,则散流器的有效流通面积 散流器实际出口风速为Vo=％Vd 85=85.0068.3m/s=s （3）计算射程射程X ＝VxF Kvo -Xo=07.05.036.0%85609.34.12-⨯⨯⨯m= 式中：X-以散流器中心为起点的射流水平距离（射程）mK-系数：多层锥面散流器为盘式散流器为 Vo -散流器出口风速m/sF-散流器的有效流通面积m 2按85％Xo-自散流器中心算起到射流外观原点的距离, 多层锥面散流器为0.07m Vx-在X 处的最大风速散流器的喉部风速Vd 一般取2～5m/s 最大不超过6m/s散流器中心到边缘距离,根据要求, 散流器的射程应为散流器中心到房间或区域边缘距离的75％,所需的最小射程为：×=。
对方形散流器送风口的数值描述方法及应用
(11 黑龙江科技学院 ,黑龙江 哈尔滨 150027 ;21 哈尔滨工业大学 ,黑龙江 哈尔滨 150008)
摘 要 :在对室内空气流动进行数值模拟的过程中 ,对送风口的描述是影响模拟效果的重要因素之 一. 已有的风口模型相对于具体设备而言缺乏针对性 ,且不便于实际操作 ,不适应工程模拟的需要. 为 了寻求一种简便易行的描述方法 ,以工程中常用的方形散流器为研究对象 ,从其结构入手进行分析 , 得到流速分布曲线及计算式 ,进而提出新的描述方法. 模拟过程中采用控制容积法离散方程 ,将流速 定义在控制面上 ,并引入时间项作为松弛因子. 通过模拟具体问题 ,预测出散流器出口附近的流速分 布 ,并与实测结果比较 ,验证了描述方法的可靠性和可行性. 最后应用模拟结果对传统的散流器设置 方式提出改进意见. 关键词 :CFD ;数值模拟 ;方形散流器 ;风口模型 ;气流组织 中图分类号 :TU834. 5 文献标识码 :A 文章编号 :1672 - 0946 (2004) 02 - 0162 - 05
图 1 散流器结构及流速分布图
对图 1 (a) 中从 A 、B 之间断面流下的空气而
言 ,进口断面的面积为 B1 、B2 、B3 、B4 所围面积与 A1 、A2 、A3 、A4 所围面积之差 , 出口断面的面积为
C1 、C2 、C3 、C4 所围面积与 D1 、D2 、D3 、D4 所围面
积之差 ,则
所示) ,送风口采用 240 mm ×240 mm(颈部尺寸) 方 形散流器 (带翻边) ,回风口采用 300 mm ×200 mm 百叶风口 ,风量 01065 m3/ s.
2 对方形散流器送风口的描述方法
现以 300 mm ×300 mm(颈部断面尺寸) 方形散 流器为例 ,具体说明描述方法. 实际模拟中采用控 制容积法离散方程 ,运用交错网格 ,并将速度定义 在控制面上[3 ,4 ] .
散流器送风计算方法
11.1.2散流器送风计算方形散流器的规格用颈部尺寸W ×H 表示, (见空调工程P378)外沿尺寸A ×B ＝(W ＋106)×(H ＋106),顶棚上预留洞尺寸C ×D ＝(W ＋50)×(H ＋50) 1、散流器送风气流组织设计计算内容(1)送风口的喉部风速Vd 取2～5m/s 最大不超过6m/s (2) 射流速度衰减方程及室内平均风速xox F K Vo Vx += 式中：X-以散流器中心为起点的射流水平距离（射程）mVx-在X 处的最大风速m/s Vo -散流器出口风速m/sXo-自散流器中心算起到射流外观原点的距离, 多层锥面散流器为0.07m F-散流器的有效流通面积m 2按90％K-系数：多层锥面散流器为1.4盘式散流器为1.1若要求射流末端速度为0.5m/s,则射程为散流器中心到风速为0.5m/s 处的距离根据式8-6,则： 射程X ＝VxF Kvo -Xo= X ＝Xo FKvo -5.0 式中：X-以散流器中心为起点的射流水平距离（射程）mK-系数：多层锥面散流器为1.4盘式散流器为1.1 Vo -散流器出口风速m/sF-散流器的有效流通面积m 2按90％Xo-自散流器中心算起到射流外观原点的距离, 多层锥面散流器为0.07m Vx-在X 处的最大风速一般为0.5 m/s散流器的喉部风速Vd 一般取2～5m/s 最大不超过6m/s室内平均风速Vm=2122)4/(381.0H L rL +(m/s)式中：L-散流器服务区边长(m) 注： (见空调工程P401)例8-2H-房间净空高(m)r L -射程 r-射流射程与边长L 之比,因此r L 即为射程当送冷风时, 室内平均风速取值增加20％, 送热风时减少20％ (3)轴心温差：对于散流器平送,其轴心温差衰减可近似地取Vd Vx to tx ≈∆∆ to VdVxtx ∆≈∆△tx -射流末端温度衰减值℃Vx-在X 处的最大风速一般为0.5 m/s△to -送风温差℃Vd-散流器的喉部风速m/s2、散流器送风气流设计步骤(见空调工程P401)(1)、布置散流器一般按对称布置或梅花形布置,方形散流器的送风面积的长宽比不宜大于1：1.5散流器中心线和墙体距离一般不小于1m(2)、由空调区的总送风量和散流器的个数,就可以计算出单个方形散流器的送风量,假定散流器的颈部风速(如取2～5m/s)计算出所需散流器喉部面积,根据散流器喉部面积,选择散流器规格(3)、校核(1)的射程，根据下式(8-7)校核射流的射程是否满足要求，中心处设置的散流器的射程应为散流器中心到房间或区域边缘距离的75％ (4)校核室内平均风速,根据式8-8计算室内平均风速,校核是否满足要求 室内平均风速Vm=2122)4/(381.0H L rL +(m/s)式中：L-散流器服务区边长(m) 注： (见空调工程P401)例8-2H-房间净空高(m)r L -射程 r-射流射程与边长L 之比,因此r L 即为射程(5)校核轴心温差衰减根据式(8-9)计算轴心温差衰减,校核是否满足空调区温度波动范围要求-------已知一层大厅舒适性空调区的尺寸为L=13. 8m,B=13.6m,H=3.5m,总送风量q v =1.389m 3/s,送风温度to=19℃,工作区温度tn=24℃,采用散流器平送,进行气流分布设计解：(1)布置 散流器将空调区进行划分,沿长度方向划分为3等分, 沿宽度方向划分为3等分,则空调区被划分成9个小区域,每个区域为一个散流器的服务区, 散流器的数量n=9个(2)选用方型散流器, 假定散流器的颈部风速Vd 为3m/s,则单个散流器所需的喉部面积为q v/Vd n,计算如下q v/Vd n=4(总送风量)/(3m ×20)=0.067m 2选用喉部尺寸为240mm 的方型散流器,则喉部实际风速为 Vd=36.036.0104⨯⨯m/s=3.068m/s, 散流器实际出口面积约为喉部面积的85％,则散流器的有效流通面积 散流器实际出口风速为Vo=％Vd 85=85.0068.3m/s=3.609m/s （3）计算射程射程X ＝VxFKvo -Xo=07.05.036.0%85609.34.12-⨯⨯⨯m=3.353m 式中：X-以散流器中心为起点的射流水平距离（射程）mK-系数：多层锥面散流器为1.4盘式散流器为1.1 Vo -散流器出口风速m/sF-散流器的有效流通面积m 2按85％Xo-自散流器中心算起到射流外观原点的距离, 多层锥面散流器为0.07m Vx-在X 处的最大风速散流器的喉部风速Vd 一般取2～5m/s 最大不超过6m/s散流器中心到边缘距离 2.3m,根据要求, 散流器的射程应为散流器中心到房间或区域边缘距离的75％,所需的最小射程为：2.3m ×0.75=1.725m 。
方形散流器规格表
方形散流器规格表方形散流器、矩形散流器、两面吹散流器、三面吹散流器、铝合金散流器方形散流器具有良好的散流特性和美观的外形，广泛应用于空调系统中作送风口，其结构形式有多样，有1--4个不同方向散流的形式，能满足所有类型天花板的要求，散流器外框和内芯可分离，拆装容易，便于调节风量根据使用要求，散流器后端可配人字闸(风量调节阀)来调节风口出风量（OBD）。
其外框和内芯采用优质铝合金型材制作，并经本色阳极化处理，阳极化膜坚实耐腐蚀。
本散流器气流属贴附（平送）型。
广泛适用于医院、剧场、教室、音乐厅、图书馆、游艺厅、剧场休息厅、一般办公室、商店、旅馆、酒楼及体育馆等场所。
常规规格表：（可以接受其它尺寸定做）以下为喉部尺寸，也叫开孔尺寸或洞口尺寸型号（FK-YS-AB）长A（mm）宽B（mm）安装高度制约颈部风速的最高限度风口安装高度风口颈部风速2.1-2.7米 5.5米/秒以下3-4.25米7.5米/秒以下音响点制约颈部风速的最高限度安装场所吹出口颈部风速安装场所吹出口颈部风速播音室3-3.5米/秒剧场剧场休息厅教室音乐厅游艺厅一般办公室5-6米/秒医院门诊室病房旅馆客房接待室居室计算机房4-4.5米/秒商店旅馆大剧场6-7.5米/秒饭店方形散流器、矩形散流器调节阀配用，才能在系统中得到理想的气流分布。
此风口的叶片角度为固定式，不能随意调节，整个叶片与边框采用分离式结构（即叶片可以从边框内取下，安装好边框后再装上叶片），以方便安装与调节。
产品型号说明：FK-YS-ABFK-代表风口；FS-方形散流器；A为长度；B为宽度；AxB风口喉部尺寸，单位为毫米(mm)。
如FK-FS-1818，为简单易记，常规尺寸一般把长度后面的'0'去掉来标注型号，如180用18代表之。
散流器尺寸选型
五、通风系统设计
1、送风口布置间距
办公室 2.5-3.5m
商场、娱乐4-6m
回风口应根据具体情况布置
一般原则：（1）人不经常停留的地方; （2）房间的边和角; （3）有利于气流的组织。
2、标准型号风盘所接散流器的尺寸表-办公室
风盘型号风量方散尺寸FP m3/h mm
3.5350200*200
5500200*200
6.3630250*250
8800250*250
101000300*300
12.51250300*300
161600350*350
202000450*450
252500450*450注:办公室推荐送风口流速:2.5-4.0m/s
风机盘管接风管的风速：通常为1.5—2.0m/s之间，不能大于2.5m/s，否则会将冷凝水带
出来。
3、散流器布置
散流器平送时，宜按对称布置或者梅花型布置，散流器中心与侧墙的距离不宜小于1000mm；圆形或方形散流器布置时，其相应送风范围（面积）的长宽比不宜大于1：1.5，送风水平射程与垂直射程（平顶至工作区上边界的距离）的比值，宜保持在0.5~1.5之间。
实际上这要看装饰要求而定，如250*250的散流器，间距一般在3.5米左右，320*320在4.2米左右。
水系统的管径和单位长度阻力损失
冷凝水管径估算表。
散流器
FS 型方形散流器
特 点
1、只是水平吹出，不会产生体感气流。
2、快速均衡的气流温度及气流流速，防止了尘风的 产生。
3、外框与内锥叶片为可分结构，便于安装与调节。
4、多层锥体将空气分成多层快速喷气，使进气和室 内空气很快混合。
适用场所
一般天花板以及T －BAR 天花板都能使用，根据需要可有1~4面送风可供选择。
备 注
1、颈部尺寸可以制成圆形，以配合圆形风管。
2、风口后部可配调节阀与静压箱。
3、请确认风口是否与天花板固定，锥体部分与外框是否连好。
尺 寸 表
订货示例：
示例：FS/150×150/F表示方形散流器，规格为150×150，带阀。
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第 20 卷 第 2 期 2004 年 4 月
Journal
哈 尔 滨 商 业 大 学 学 报 (自然科学版)
of Harbin University of Commerce Natural Sciences
Vol. 20 No. 2
Edition
Apr. 2004
对方形散流器送风口的数值描述方法及应用
图 5 实验照片
5 对散流器布置方式的改进
图 2 网格布置与流速定义图
w ( X) 根据公式 (3) 计算 , u ( X) 根据公式 (2) 计 算.
这样 ,既保证了方形散流器出口流量与颈部流 量相同 ,又保证了气流的出流角度与实际情况一 致.
3 模拟实例
通风室尺寸为 415 m ×415 m ×310 m (如图 3
图 3 通风室简图
随着计算流体力学的发展 ,数值模拟越来越多 的应用于暖通空调领域. 国内外已有许多研究人员 利用它对不同的室内环境进行空气调节的模拟研 究 ,CFD 技术日益成为预测室内气流状况的有力工
收稿日期 :2004 - 01 - 271 作者简介 :傅 斌 (1975 - ) ,男 ,工学硕士 ,研究方向 :空气调节.
c2 = 1192 ;σk = 110 ;σε = 113.
模拟结果如图 4 所示 ,图 4 中坐标单位均为
米. 从图 4 (a) 、( b) 中可以看出散流器出口流速分
布趋势 ,靠近直边中部流速较高 ,角部则流速较低.
从图 4 (c) 、(d) 中可以清楚地看到顶面贴附射流的
情形 ,距顶面约 15 cm 的范围以内流速明显高于其
他区域.
第 2 期 傅 斌 ,等 :对方形散流器送风口的数值描述方法及应用
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图 4 数值模拟结果
4 实验验证
对上例中的通风室进行送风实验 ,在散流器出 口处悬挂丝线 ,送风状态下拍得的照片如图 5 所 示. 从图中可以看出 ,靠近散流器中心部分流速较 低 ,丝线基本不动 ,而越靠近散流器边缘流速越高. 流速分布的趋势与分析结果和模拟结果一致.
=
9 11
v0 .
对数据进行曲线拟合 ,得图 3 和如下计算公式
w ( X) v0
= 01000 1 X6 -
01001 8 X5 + 01021 2 X4 -
01120 0 X3 + 01283 7 X2 + 01007 1 X - 01000 5. (3)
式中和图中的坐标均采用无量纲形式 ,即 Y =
紊流控制方程组为[3 ]
连续方程
5ρ 5τ
+
5 5 xj
(ρvj)
= 0,
动量方程55τ(ρvi)
+
5 5 xj
(ρvjvi)
=
-
5 pe 5 xi
+
5 5 xj
μe
5 vj 5 xi
+
5 vi 5 xj
,
k 方程为55τ(ρk)
+
5 5 xj
(ρkvj)
=
5 5 xj
μ
+
μt σk
5k 5 xj
+ Gk - ρε ,
Abstract : In numerical simulation of indoor airflow , the numerical methods for describing air supply openings affect the result seriously. The numerical methods have been given are not perti2 nent to some equipments. And it is difficult to use them in engineering numerical simulations. Presents a method to describe square diffusions by analyzing the structure of them. Gives the curve and the formula of distribution of velocity. The finite volume method is used. Velocity is defined at the surface of the cells. The time step is included in the discrete equations to act as a relaxation factor in their solution. The distribution of velocity at the outlet of square diffusion was given by simulation and was compared with the result of experiment . This method was reliable and feasible. Finally , proposes a new way to fit the square openings by analyzing the result of numeri2 cal simulation. Key words : CFD ; numerical simulation ; square supply opening ; air supply opening model ; air distribution
所示) ,送风口采用 240 mm ×240 mm(颈部尺寸) 方 形散流器 (带翻边) ,回风口采用 300 mm ×200 mm 百叶风口 ,风量 01065 m3/ s.
2 对方形散流器送风口的描述方法
现以 300 mm ×300 mm(颈部断面尺寸) 方形散 流器为例 ,具体说明描述方法. 实际模拟中采用控 制容积法离散方程 ,运用交错网格 ,并将速度定义 在控制面上[3 ,4 ] .
图 1 散流器结构及流速分布图
对图 1 (a) 中从 A 、B 之间断面流下的空气而
言 ,进口断面的面积为 B1 、B2 、B3 、B4 所围面积与 A1 、A2 、A3 、A4 所围面积之差 , 出口断面的面积为
C1 、C2 、C3 、C4 所围面积与 D1 、D2 、D3 、D4 所围面
积之差 ,则
如需对更大型号的散流器进行模拟 ,可采用同样的 推导方法获得所需的各位置上的速度.
·报 ( 自 然 科 学 版 ) 第 20 卷
从图 1 (c) 可见 ,越靠近散流器中心 ,垂向分速 度和出流速度越低 ;越远离散流器中心 ,垂向分速 度和出流速度越高.
傅 斌1 ,李晓冬2
(11 黑龙江科技学院 ,黑龙江 哈尔滨 150027 ;21 哈尔滨工业大学 ,黑龙江 哈尔滨 150008)
摘 要 :在对室内空气流动进行数值模拟的过程中 ,对送风口的描述是影响模拟效果的重要因素之 一. 已有的风口模型相对于具体设备而言缺乏针对性 ,且不便于实际操作 ,不适应工程模拟的需要. 为 了寻求一种简便易行的描述方法 ,以工程中常用的方形散流器为研究对象 ,从其结构入手进行分析 , 得到流速分布曲线及计算式 ,进而提出新的描述方法. 模拟过程中采用控制容积法离散方程 ,将流速 定义在控制面上 ,并引入时间项作为松弛因子. 通过模拟具体问题 ,预测出散流器出口附近的流速分 布 ,并与实测结果比较 ,验证了描述方法的可靠性和可行性. 最后应用模拟结果对传统的散流器设置 方式提出改进意见. 关键词 :CFD ;数值模拟 ;方形散流器 ;风口模型 ;气流组织 中图分类号 :TU834. 5 文献标识码 :A 文章编号 :1672 - 0946 (2004) 02 - 0162 - 05
w = v0 ×( SB1B2 B3 B4 - SA1A2A3A4) ,
S C1 C2 C3 C4 - SD1 D2 D3 D4
(1)
u = w ×cot α.
(2)
式中 : u 为出口水平向分速度 ;α为出流角度 (对于
带翻边的散流器 α; 实测值约为 30°) .
将图 1 (a) 中的散流器剖面截出一半 ,放大为
=
v0 ×(6 ×6 - 4 ×4) (8 ×8 - 6 ×6)
=
5 7
v0
,
X = 415 , w ( X)
=
v0 ×(8 ×8 - 6 ×6) (10 ×10 - 8 ×8)
=
7 9
v0
,
X = 515 , w ( X)
=
v0 ×(10 ×10 - 8 ×8) (12 ×12 - 10 ×10)
具. 就室内气流的实际状况而言 ,送 、回风口形成
室内气流组织. 就室内气流的数值模拟而言 ,送 、回 风口和壁面构成流动的边界条件. 在实际模拟中 ,
第 2 期 傅 斌 ,等 :对方形散流器送风口的数值描述方法及应用
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回风口和壁面作为流动边界条件的给入较为容易 , 而对于送风口的描述却很困难. 尤其是对于国内常 用送风设备 —方形散流器的描述 ,至今还缺乏有针 对性的研究. 国外学者曾提出了“基本模型”“、动量 方法 ”、“盒 子 方 法 ”、“指 定 速 度 法 ”等 风 口 模 型[1 ,2] ,但是这些模型都存在一定的缺陷. 基本模 型和动量模型精确度不够 ;盒子方法和指定速度法 虽有较好的精确度 ,但需大量的实验测量值. 这些 模型对于具体的设备而言缺乏针对性和实用性.