08室内气流组织与风口

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极点
• 射流起始段和主 体段的概念; • 等温自由射流的 流动规律和特征;
Vx dx
⑴射流扩散角θ
以轴线为基准,向周边扩散的角度;
⑵射流轴心速度vx ⑶射流横断面直径dx
6
8.1 基本要求
8.1
vx 0.48 v0 ax 0.147 风口气流流动规律 d0
• 射流射程长度、 断面直径与射流 出口速度、紊流 系数之间的定性 关系
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• 常用送风口种类 • 气流分布的基本 形式
8.2 基本要求
8.2 风口与气流组织形式
㈢下送上回 射流直接进入工作区,若风速过大,温度场 和速度场要求难以保证。 要求降低送风温差,控制工作区内的风速。
㈣中送风 用于高大空间,分层空调。
• 常用送风口种类 • 气流分布的基本 形式
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8.2 风口与气流组织形式
• 受限射流的流动 规律和特征;
I
II
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8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
第二断面以后: 流量减小,断面逐渐收缩,直到消失。 二断面以前,射流沿途卷吸周围空气; 二断面之后,卷吸作用消失,射流开始 逸出并回返。 I II
• 受限射流的流动 规律和特征;
IHale Waihona Puke Baidu
II
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8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
当|Ar|<0.001,可近似认为其等于0。
• 非等温自由射流 的流动规律和特 征; • Ar数与送风温 度、射流弯曲方 向的关系
Ar gd0 (T0 Tn ) 2 u0 Tn
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8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
㈢受限射流 ——射流边界扩展受到房间边壁影响的射 流。 当: 1
• 受限射流的流动 规律和特征;
I II
• 受限射流的流动 规律和特征; • 射流自由度
x 0.1 I
II
x 0.2
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8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
3. 最大回流速度 受限射流的回流区一般即是工作区。 第二临界断面:
• 受限射流的流动 规律和特征;
射流断面积最大, 工作区流速有限制 控制临界断面回流速度,能保证工作 回流断面积最小, 区流速要求。 Fn vn 回流速度最大。 0.69
• 常用送风口种类 • 气流分布的基本 形式
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8.2 基本要求
8.2 风口与气流组织形式
二、常用风口图式 ㈠百叶风口
• 常用送风口种类 • 气流分布的基本 形式
双层百叶 ㈡散流器
单层百叶
圆形
矩形
方形
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8.2 基本要求
8.2 风口与气流组织形式
㈢条形、格栅风口
• 常用送风口种类 • 气流分布的基本 形式
2. 射流的无因次距离 x
• 受限射流的流动 规律和特征; • 射流自由度
ax x Fn
a――紊流系数; x――计算断面距喷口的距离,m; Fn――房间的断面面积,m2。 射流自由度:
Fn d0
用以考虑房间尺寸和射流尺寸的相对大 小对射流的影响。
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8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
第一临界断面: x 0.1 当 x 0.1时,与自由射流相同; x 0.2 第二临界断面: 当 x 0.2 后,射流空气逐步改变流向, 参与回流,流量、面积和动量不断减 小,直到消失。
v0
d0
II
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8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
4. 风口位置对受限射流的影响 ⑴喷口处于房间高度的一半 h=0.5H: 射流特征: 上下对称,呈橄榄形,回流在射流区的 四周。
• 受限射流的流动 规律和特征;
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8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
⑵喷口位于房间高度的上部 h≥0.7H: 射流特征: 上部流速大,静压小,下部静压大,上 下压差使气流贴附于顶棚流动。 贴附射流: ——贴附于壁面流动的射流。
8.3 气流组织设计计算
3. 选取送风速度v0,计算每个送风口的 送风量lS 为防止噪声,一般v0=2~5m/s,见表8.4 4.计算送风口个数n 由总送风量LS和每个送风口的送风量lS确 定风口个数。 5. 校核贴附长度 ⑴ 计算Ar数(式8.6) ⑵ 查曲线图8.13,确定贴附长度x’ 要求:x’≥ x 若不满足,则重新设定送风温差和送风 速度,再进行计算。
• 非等温自由射流 的流动规律和特 征; • 射流出口温度与 射流弯曲方向的 关系
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8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
计算: ⑴轴心温差 射流轴心与周围空气温度之差。 ⑵轴心轨迹 由浮升力与惯性力之比的表征参数 ——Ar 所确定: T0>Tn时,有Ar>0,热射流向上弯; T0<Tn时,有Ar<0,冷射流向下弯; T0=Tn时,有Ar=0,为等温射流。
LS 3600 Q 1 . 2 1 . 01 t s
• 气流组织计算的 目的、任务; • 送风口出流速度 的确定原则; • 散流器送风可形 成的气流流型及 特点; • 气流组织计算方 法
m3/h
Q——房间显热负荷,kW
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8.3 基本要求
8.3 气流组织设计计算
2. 由射程x和无因次距离x/d0,计算风口 面积 fS ⑴射程x
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• 回风口气流流动 规律和特征;
8.2 基本要求
8.2 风口与气流组织形式
一、风口形式 ㈠侧送风口 在房间内横向送出气流。 最常见的是百叶风口,百叶活动可调, 既能调节风量,也能调送风方向。 ㈡格栅送风口和条缝送风口 用于一般空调工程。 ㈢散流器 安装在顶棚上的送风口,自上而下送出 气流。 流型有平送流型(贴附射流)和下送流 型。
• 常用送风口种类 • 气流分布的基本 形式
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8.2 基本要求
8.2 风口与气流组织形式
㈣孔板送风口 送风均匀,气流速度衰减快。 最适用于要求工作区气流均匀,区域温 差小的房间,如高精度恒温室与平行 流洁净室。 ㈤喷射式送风口 渐缩圆锥台形短管。 风口无叶片阻力,噪声低。紊流系数小, 射程长。 适用于大空间公共建筑,如体育馆、影 剧院等。
1. 等温自由射流 的流动规律和 特征;
4
8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
3. 发展过程:
• 射流起始段和主 体段概念;
射流起始段―射流轴心速度不变的一段长 度; 射流主体段―射流轴心速度开始变化以后 的长度。
5
8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
4. 计算 tg 3.4a
θ 2
Fs
射流受限。 FS ——射流断面面积; FN ——房间横断面面积。
5
FN
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8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
㈢受限射流 1. 结构特征 ⑴开始阶段: 按自由射流特性扩散,即断面积和 流量逐渐增加;
• 受限射流的流动 规律和特征;
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8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
⑵第一临界断面: 射流断面积和流量的增加开始变缓时的 断面。 位置在射流断面积占房间断面积的 20~25%处。 I
第八章
8.1 基本要求
第8章 室内气流组织与风口
室内气流组织: ——对室内空气合理流动的组织。 目的与任务: 通过对室内空气流动和分布的有效控制, 使室内工作区空气的温度、湿度、风速和 洁净度,满足设计要求。 影响因素: 风口形式、尺寸、数量和位置; 送风参数(送风温度与速度); 房间形体尺寸; 污染源位置和性质。
名词概念: • 冷射流、热射 流、自由射流、 受限射流、贴 附射流
3
8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
㈠等温自由射流 1.形成条件: ⑴送风口长宽比小于10; ⑵射流温度与房间空气温度相同; ⑶气流流动不受任何固体壁面限制。 2. 特点: ⑴射流边界与周围气体有动量、质量交 换; ⑵周围空气卷入,射流流量增加,断面 不断扩大; ⑶射流流速因动量交换而不断下降,直 到速度为0,射流消失。
(四)中送风
主要用于高大空间、分层空调。
三峡电站主厂房
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8.3 基本要求
8.3 气流组织设计计算
目的: 使工作区的风速和温差满足设计要求。 任务: 选择气流分布的形式;确定送风口的型 式、数目和尺寸。 风速要求: 室内:冬季≯0.2m/s;夏季≯0.3m/s 送风口:2~5m/s 回风口:≤4m/s,一般取2m/s。
由扩散角计算式或8.2式知: ⑵射流横断面直径与送风口紊流系数成 正比。 增大射流扩散范围的措施: 选用紊流系数大的风口。 由表8.1知: 活动百叶风口,a =0.16。
• 射流射程长度、 断面直径与射流 出口速度、紊流 系数之间的定性 关系
8
8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
㈡非等温自由射流 射流温度与房间空气温度不同: 冷射流—送风温度低于室内温度; 热射流—送风温度高于室内温度。 特点: ⑴动量和热量交换同时存在; ⑵轴心温度沿射程不断变化; ⑶ 重力与浮力综合作用,轴线产生弯曲: 热射流:向上偏斜; 冷射流:向下偏斜。
• 气流组织计算的 目的、任务; • 送风口出流速度 的确定原则; • 散流器送风可形 成的气流流型及 特点; • 气流组织计算方 法
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8.3 基本要求
8.3 气流组织设计计算
一、侧送风的计算 1. 确定送风温差ΔtS,计算总送风量LS 送风温差:ΔtS=6~10℃,与室温允许波 动范围有关,《规范》(GB507362012)有详细规定。 或:ΔtS≯15℃ 送风量:
格栅式
条形
㈣旋流风口
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8.2 基本要求
8.2 风口与气流组织形式
三、气流组织形式 影响要素: 送风口形式; 送、回风口布置形式。 ㈠上送下回 房间上部送入空气,由下部排出。 若采用侧送侧回,以贴附射流为佳: 送风口尽量贴顶,顶棚应平整,不应当 有阻挡物件。 ㈡上送上回 当房间下部不能布置回风口或回风管时 可采用。 尽量降低回风速度,以避免气流短路。
• 受限射流的流动 规律和特征; • 射流自由度
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8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
贴附射流特点: 单边卷吸周围空气,速度衰减慢,射程 较长。 对保证工作区温度、速度场均匀性和稳 定性有利。 风口位置影响: 风口越接近顶棚,射流对顶棚的贴附力 越大。 贴附长度与Ar的关系(冷射流) |Ar|值越小,贴附长度越长; |Ar|值越大,射程越短。
• 受限射流的流动 规律和特征;
I
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8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
⑶第二临界断面: ——射流断面积和流量达到最大时的断 面。 位置在射流断面积占房间断面积的 40~42%处。 I II
• 受限射流的流动 规律和特征;
I
II
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8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
出口 第一断面: 自由射流; 第一断面 第二断面: 射流的断面积和流量仍然是逐渐增加; 但增加速度变缓。 I II
• 气流组织计算的 目的、任务; • 送风口出流速度 的确定原则; • 散流器送风可形 成的气流流型及 特点; • 气流组织计算方 法
x
工作区范围在离墙0.5米以内,故可认为 贴附射流射程为: x=A–1 m
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8.3 基本要求
8.3 气流组织设计计算
⑵无因次距离 x/d0
Tx 0.35 T0 ax 0.147 d0
其中,最主要的是送风口空气射流和参数 的影响。
2

室内气流组织 设计的任务 • 影响空气分布 的因素及最主 要因素
8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
一、送风口空气流动规律 送风口出流的种类: 1.按流态分: 层流、紊流射流 2.按温度状况分: 等温、非等温射流 3.按是否受限分: 自由射流、受限射流 (空调工程常见为非等温受限紊流射流。)
• 受限射流的流动 规律和特征; • 射流自由度 • 贴附射流的特点; • Ar及风口位置 与贴附长度的关 系
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8.1 基本要求
8.1 风口气流流动规律
二、回风口的气流流动 ㈠回风口气流流动形式 汇流特点: 任意两点间流速与距汇点距离平方成反比。 回风口气流流动规律符合汇流规律。 ㈡回风口对房间气流分布 的影响 随离汇点的距离增加, 流速呈二次方衰减。 吸风所影响的区域范围 很小。 例如: vx/ v0=50%,x≈0.22d0
5. 分析结论 由式(8.1)可知: ⑴射程长度x 与射流出口速度v0 成正比, 与紊流系数a 成反比。 增大射程的措施:
提高出口速度v0 ; 或选用紊流系数a 值小的风口。
由表8.1知: 收缩极好的喷口,a =0.066; 圆管,a =0.076。
7
tgθ=3.4a 8.1 基本要求
dx ax 8.1 风口气流流动规律 6.8( 0.147) d0 d0
• 气流组织计算的 目的、任务; • 送风口出流速度 的确定原则; • 散流器送风可形 成的气流流型及 特点; • 气流组织计算方 法
式(8.3)
ΔTX—— x 处轴心温差,即室温允许波动范 围;舒适性空调Δt≥±1℃ ΔT0——出口温差,即送风温差。 ⑶ 风口面积 fS
fs

4
2 d0
34
8.3 基本要求
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