射流知识

第三节 空气分布器及房间气流分布形式 空气分布器的型式 空气分布器简称送风口。 送风口型式及其紊流系数a的大小，对射流的发展及流型的形成都有直接的 影响。 几种常用的送风口型式： 侧送（下送）风口、散流器、喷射式送口、旋流送风口、孔板送风口、其 它形式的送风口 排（回）风口 由于排（回）风口的汇流场对房间气流组织的影响比较小，所以它的形式 也比较简单。 虽然回风口的形式可以简单，但要求应有调节风量的装置。 回风口的形状和位置根据气流组织的要求而定，若设在房间下部时，风口 的下缘离地面离地面至少0.15m。 空间气流分布的形式 按照送、风口布置位置和型式的不同，可以有各种各样的气流组织形式。 大致可归纳为四种形式： 上送下Βιβλιοθήκη Baidu、上送上回、下送上回、中送风
第五章 空调房间的空气分布

速度场的形成——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，必 然引起室内空气的流动，形成某种形式的气流流型和流速场。 速度场是温度场、湿度场、浓度场存在的基础和前提。
气流组织设计的任务——合理的组织室内空气的流动，使室 内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好地满足工 艺要求和人们的舒适感觉。空调房间气流组织是否合理，不 仅影响房间的空调效果，也影响空调系统的能耗量。 影响气流组织的因素——主要有送风口的空气射流及其参数 （送风温差、送风口速度）、送风口的位置及型式、回风口 的位置、房间几何形状、室内的各种扰动等。
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”。



受限射流——在射流运动过程中，由于受壁面、顶棚以及空间的限制，射流边界的 扩展受到影响。 贴附射流：贴附于顶棚的射流。 非贴附射流：空调房间四周的围护结构对射流扩散构成的限制。 2．空气射流特性 1）假定条件——射流从孔口或喷管射出时，在出口断面上的速度分布可认为一 致。 2）自由射流的特性 卷吸作用：空气从孔口或喷管射出后，由于紊流的横向脉动，会碰撞靠近射 流边界原来静止 的空气，并且带动它们一起向前运动。射流这种“带动”静止 空气的作用即为。射流范围不断扩大：由于射流的卷吸作用，射流边界与周围介 质之间的紊流动量交换，周围空气不断被卷入，射流不断扩大。 射流流量不断增加：由于射流的卷吸作用，周围空气不断被卷进射流范围内，因此 射流的流量沿射程不断增加。 射流核心不断缩小： 射流的不断扩大，射流断面的速度场从射流中心开始逐渐向边 界衰减并沿射程不断变化。 保持射流初速度的中心区为射流核心，也称起始段 （比较短）；射流核心消失以后的段为主体段（工程中重点研究）。射流各断面 速度分布的相似性：射流断面越大，速度分布越扁平，各断面的速度分布都不相 同，但它们的无因次速度（ux/ux0）分布曲线一样。射流中的压强与周围静止 空气的压强相等射流各断面上的总动量相等。
第五节
气流分布性能的评价
评价气流组织的性能指标应包括技术指标和经济指标。 技术指标 不均匀系数k：通过测得空调区域内各点的速度和温度，评价该区域内速度场和 温度 场的均匀性，进而评价区域气流分布的均匀性。 k t = σt / ¯t k u = σu / ¯u 空气分布特性指标ADPI：定义为满足规定风速和温度要求的测点数与总测点数 之比。 -1.7 < ΔET <1.1的测点数 ADPI = x 100% 总测点数 通常ADPI ≥ 80%。 换气效率ε：换气效率ε为可能最短的空气寿命与平均空气寿命之比。 ε= （τn/2） /（τ）x 100% 不论是整个房间还是房间中的某一点，空气寿命越短即意味着空气滞留 在空间内的时间越短，空气被更新的有效性越好。通常用室内空气或工作区 某点空气被更新的有效性作为气流分布的评价指标。 对整个房间的空气寿命测定通常在排风（回风）口处。
2）经济指标 能量利用系数η：消除室内某种有害物质是以投入能量为代价的。 tp - t0 能量利用系数η = ——— tn - t0 通常，送风量是根据排风温度 = 工作区设计温度计算的。但是，实际上房间内的温 度并不处处均匀相等，因此排风口设置的位置不同，排风温度就会不同，由此投入能量系 数也会不一样。 当η< 1, 有tp < tn，表明投入的能量没有得到完全利用，可能流路短路造 成，经济性差； 当η= 1, 有tp = tn，表明送风经热交换吸收余热后以达到室内温度，进而 被排出室外； 当η> 1, 有tp > tn，表明送风经热交换吸收余热后以达到室内温度，且能 控制工作区温度，而排风温度可以高于室内温度，经 济性好。 下送上排的送风方式的能量利用系数η> 1，而且换气效率ε也比较高，说明了这种送风方式 的有效性。
第四节 房间气流分布的计算 气流分布计算的任务 选择气流分布的形式，确定送风口的型式、数量和尺寸，使工作区的风速 和温差满足设计要求。 工作区设计参数的确定 工作区的温度、湿度、洁净度要求——根据舒适性空调或工艺性空调 的参数确定； 工作区的流速uN——舒适性空调：室内冬季uN ≦ 0.2 m/s， 室内夏季uN ≦ 0.3 m/s， 工艺性空调：宜采用 uN = 0.2~0.5 m/s， 送风口的出流速度u0——考虑到噪声的影响，一般u0 =2~5 m/s 。 排（回）风口的风速u ——一般u ≦4 m/s 。 工业建筑允许 u > 4 m/s , 离人较近时 u < 3 m/s , 居住建筑内 u = 2 m/s , 气流分布的计算
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
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 = gd0（To - Tn ）/（u20Tn） 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。 4）受限射流的风速衰减 贴附射流可以看成一个具有两倍出口面积Fo出口射流的一半，其速度衰减式 为： ux /u0 = m1 （2Fo）1/2 / x 贴附射流轴心速度的衰减比自由射流慢，因此达到同样轴心速度的衰减程度需 要更长的距离。