空调房间气流组织模拟及优化

毕业设计说明书

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系(专业)：热能与动力工程

题目：空调房间气流组织数值模拟和优化指导者：讲师

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评阅者：

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2012 年 6 月 2 日

题目空调房间气流组织数值模拟和优化

摘要：

气流组织对空调室内的空气环境、空气品质有着重要的影响，直接关系着室内的温度、区域流速及空调能耗，是空气调节的一个重要环节。有效地通风和合理的气流组织对于改善室内空气品质，保证实现健康建筑、健康舒适性空调有着重要的意义。

影响空调房间气流组织的主要因素是入口风速、进风口的位置、进回风口的相对位置等，本文首先使用Gambit软件建立物理模型和网格划分，并用Fluent软件进行数值模拟，以直观的方式表示各不同气流组织方案下的气流的温度场和速度场，分析得出对于办公室等类似的空调房间，侧送侧回、上送下回、上送上回、下送上回等四种气流组织都比较适合的。但是侧送侧回和上送上回的气流组织形式更优。

关键词：气流组织数值模拟紊流模型温度场速度场

Title Numerical simulation of air-conditioned room air distribution and optimization

Abstract

Airflow-organizing in air-conditioned indoor air environment, air quality has an important effect is directly related to the indoor temperature, area, flow rate and air-conditioning energy consumption is an important part of the air-conditioned. Effective ventilation and airflow organization has an important significance for improving indoor air quality, to ensure the realization of healthy buildings, healthy comfort air conditioning.

The main factors to affect the flow in room inlet velocity, the location of the air inlet into the return air relative position Firstly, the establishment of a physical model and mesh using Gambit software, and numerical simulations using Fluent software, said in an intuitive way the temperature field and velocity field of airflow under different air distribution program, analyzing the draw for office and other similar air-conditioned room, Side of the send side back, on sending the next time, on to send back, next to send back to the four air distribution are more appropriate. But the better Side of the send side back and on to send back on the air current forms of organization.

Keywords：Airflow-organizing;Numerical simulation; Turbulence

model;Temperature field;Velocity field.

目次

1引言 (1)

1.1 研究的背景及意义 (1)

1.2 国内外的研究成果 (1)

1.3 本文的主要内容和工作 (2)

2空调房间的气流组织形式 (3)

2.1气流组织的介绍 (3)

2.2常用的气流组织形式 (3)

2.2.1侧送侧回 (4)

2.2.2上送下回 (4)

2.2.3上送上回 (4)

2.2.4 下送上回 (5)

3 气流组织和室内舒适性的评价指标 (5)

3.1 技术指标 (5)

3.2 经济性指标 (7)

3.3 适性空调室内空气计算参数 (8)

4 空调房间的数值模拟过程 (8)

4.1 物理模型的建立 (8)

4.2网格的划分 (11)

4.3数学模型 (11)

4.4在Fluent里的参数 (13)

4.5解算结果及后处理 (14)

5 数值模拟结果分析 (15)

5.1侧送侧回的结果及分析 (15)

5.2 异侧下送上回的结果及分析 (17)

5.3上送上回的结果及分析 (19)

5.4上送下回的结果及分析 (20)

结论 (22)

参考文献 (23)

致谢 (25)

1 引言

1．1 研究的背景及意义

随着经济的发展和科技的进步，人们的物质生活水平不断提高，空调的使用越来越普及，人们对居住和工作环境的要求也越来越高，因此对通风空调技术也提出了更高的要求。在空调房间内，气流组织是通风和空调系统的重要组成部分，气流组织直接影响室内空调效果，是关系着房间工作区的温度、湿度基数、精度及区域温差、工作区的气流速度及清洁程度和人们舒适感的重要因素，是一切空调工程设计中必须考虑和重视的问题。有效地通风和合理的气流组织对于改善室内空气品质，实现工作环境健康舒适性有着重要的意义。因此人们希望在建筑规划设计阶段就能详细了解由空调通风所形成的室内空气速度场、温度场、湿度场以及有害物浓度场等的分布情况，从而制定出最佳的气流组织方案[1]。

空调房间内的空气分布与送/回风口的尺寸、形式、数量及位置，送风参数（送风温度，风速），房间的大小及污染源的位置和性质等有关。这些参数直接影响空调室内调节效果，影响室内的温度，风速和室内人员的舒适度，是空气调节的一个重要环节，也是空调设计过程中要重点考虑的一个环节。由于影响空气分布的因素较多，加上实际工程中的具体条件的多样性，因此难于用简单的理论或经验表达式来综合上述诸多因素的影响。目前，在空间气流分布计算方面，较多采用依赖于实验的经验式，由于实验条件的不同，在各种实验结果间存在一定的差异，但在总体规律性方面却基本雷同[2]。

1.2 国内外的研究成果

鉴于空调房间的气流组织形式对能源的损耗、室内空气的品质和人体健康舒适性有着至关重要的作用。国外从20世纪20年代就对此领域展开了研究，如对等温、非等温射流运动规律的研究，送风方式与舒适度关系的研究，各类建筑物不同送/回风方式的研究，室内空气品质的研究等。

在国内，天津大学的马九贤教授于80年代组织建造了国内第一个专门用来对空