典型送风形式下室内分区对气流组织和污染物扩散的影响分析-宇军.docx

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1、 分类号： TU834 密级：公开 Hefei University of Technology 硕士学位论文 MASTER DEGREE THESIS 论文题 R: 典型送风形式下室内分区对气流组织和 污染物扩散的影响分析 工程硕士 学科专业： (工程领域丨 建筑与土木工程 作名姓名 : 导师姓名 : 完成时问 : 宇军 刘 晓 平 教授 2017年 4月 Hefei University of Technology 硕士学位论文 MASTERS DISSERTATION 论文題目： 典型送风形式下室内分区对气流组 织和污染物扩散的影响分析 学位类别： _ 工稈硕士 _ 专业名称： _ 建筑

2、与土木工程 _ 作者姓名： _ 吏至 _ 导师姓名： 刘晓平教授 _ 完成时间： _ 2017年 4月 _ 1_丨 | Y3265542 合 肥 工 业 大 学 硕士学位论文 典型送风形式下室内分区对气流组织和污染 物扩散的影响分析 作者姓名： 宇军 _ 指导教师： 刘晓平教授 _ 学科专业： 建筑与土木工稈 研究方向： 供热、供燃气、通风及空调工稈 2017年 4月 A Dissertation Submitted for the Degree of Master Analysis of the influence about internal partition on airflow an

3、d pollutant distributions under typical ventilation modes By Yu Jun Hefei University of Technology Hefei, Anhui, P.R.China April, 2017 合肥工业大学 本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业 大学专业硕士学位论文质量要求。 签名（工作单位、职称、姓名 ） 松吻琳胸 W (V众 答辩委员会签名（工作单位、职称、姓名 ） 主席： 委员： 导师： 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行独立研宂工作所 取得的成果。据我所知，除了

4、文中特别加以标注和致谢的内容外 .论文中不包含 其他人R经发表或欐写过的研究成果，也不包含为获得 合肥工业大学 或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文成果做出贡献的个人和集体，本 人己在论文中作了明确的说明，并表示谢意。 学位论文中表达的观点纯属作者本人观点，与合肥工业大学无关。 学 位 论 文 作 者 签 名 ： 签 名 曰 期 ： 年 y5月丨文曰 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 合肥工业人学 有关保留、使用学位论文的规定， 即：除保密期内的涉密学位论文外，学校有权保存并向国家有关部门或机构送交 论文的复印件和电子光盘，允许论文被査阅或借阅。本人授权可 以将本学

5、位论文的全部或部分内容编入有关数据库，允许采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 (保密的学位论文在解密后适用本授权书 ） 学位论文作者签名： 签名曰期 :W 年，月 指导教师签名： 签名日期： 30 年 Vf月 f庐 论文作者毕业去向 工作单位：摘丨姊 联系电话：町卜如心。纟 E-mail: 通讯地址 :你，巧林中在邮政编码：办 6叶 致谢 时光荏苒，岁月如梭，很快三年紧张而又快乐的研宄生生活就要过去。回顾 研究生学习期间，有成功的喜悦，也有失败的落寞，更主要的是对自我价值更加 深刻的认识，在学习和生活这两个方面，深感自身能力的不足，并且不断努力改 正，这段求学生涯注定是我人生

6、中难以忘却的一段记忆。 本论文是在导师刘晓平的悉心指导下完成的。在论文即将完成之际，我要由 衷的表达对我的导师刘晓平教授的感谢之情，不光光是在学习上，而且在生活为 人处事方面也都给予了我很大的帮助和指导。他学识渊博，为人和蔼可亲，科研 态度严谨，科研方法有效而合理，这都将 继续指导我以后的学习和生活。同时也 要感谢沈致和老师、祝健老师在我学习中给予的帮助和关怀。 当然也要感谢我的父亲母亲及其他亲人，是他们的不断支持和鼓励才让我 有机会在此求学深造。同时也要感谢我的师弟师妹们，在进行实验的时候给予 了我很大的帮助，在论文写作方面也提供了许多可行的意见。 最后，对论文评审的各位委员表示由衷的感谢。

7、 作者：宇军 2017年 4月于合肥 摘要 现代社会大量建筑装修材料和空调设备的不当使用，空调房间的空气质量问 题己成为人们日常生活的重要关注点之一。同时空调房间普遍都会置有家具或者 利用挡板进行区域的划分，特别是人口相对密集的办公区域就常利用挡板进行内 部隔断分区。这样长此以往室内会有越来越多有害气体污染物的积累，同时日益 密闭的室内环境更加容易造成室内空气品质的严重恶化。送风方式、污染物特性 以及内部分区等这些因素都会改变空调房间气流组织分布情况和污染物的排除 效果，对室内气体流动和污染物分布影响较大，值得研宄。目前针对前两个方面 的研究较多，而针对挡板造成的室内分区对室内空气品质影响的

8、.研究则相对来说 较少，因 此十分有必要研究室内分区、送风参数以及污染源位置共同作用下对室 内空气品质的影响。 本文根据已有实验条件，设计实验方案，通过现场测量的方法，得出顶送下 回和下送上回两种通风形式下室内各测点的速度值和温度值，并且整理实验数 据。通过 CFD数值模拟技术，应用 FLUENT软件对实验模型进行数值模拟计算， 通过建立 k-s双方程紊流模型对所研宄的问题进行数值模拟，得出相应结果。通 过将实验值和模拟值直接进行比较、进一步采用与文献的实验研宄数据做对比的 方法、以及采用符号检验法来检验实验值和模拟值的差异显著性这三种比较 方 法，从而很好的验证了数值模拟计算的模型在研宄此类

9、问题的可行性和可靠性。 在充分验证数学模型和数值模拟准确性的前提下，进一步延伸数值模拟来研 究室内分区条件下气流组织情况及污染物的分布和扩散特性。其中主要针对室内 不同高度的挡板、不同送风形式、不同送风速度以及污染物分布位置不同等工况 下进行数值模拟，对比各个工况下室内速度场和污染物浓度场的差异，得出室内 空气品质较优的因素搭配，进而总结出在不同工况下室内的流场分布以及污染物 扩散特性，以期对室内相应的气流组织设计和基础设备（家具、挡板 ） 的布置提 供可行的参考意见。 关键词：污染物；实验测量；室内空气品质；数值模拟：室内分区 ABSTRACT With the improper use o

10、f air conditioning equipment and room decoration materials, air quality has become one of the major concerns of peoples daily lives in modem society. Meanwhile rooms with air conditioners normally have furniture or use baffles to separate areas, especially office rooms of high occupancy, which would

11、 cause the accumulation of hazardous air pollutants in rooms. Factors like methods of ventilation, pollutant characteristics and internal partitions of areas have a great impact on the distribution of indoor air pollutants and air flow in rooms by changing the airflow distribution and pollutants rem

12、oval effect in air-conditioned rooms. There have been plenty of researches on the first two factors and we are now, in this paper, focusing on the total effect of all three factors on the air quality of rooms with air conditioners. In this paper, we design our experiment by using existing experiment

13、al conditions, firstly a series experiment were designed and conducted. We obtain values of velocity and temperature at all selected measuring points under two types of ventilation strategy and then organize the data were measured and analyzed. By using the CFD numerical simulation technology, we ru

14、n simulations based on the experiment model with FLUENT. Then we obtain our results through numerical simulations by establishing employing the k-e two-equation turbulence model. The simulation results were compared with both our measurements and other experimental data from the literature. By compa

15、ring the experimental and simulation data, comparing the experimental data with existing research files and using the sign test method to test the significant difference between the experimental and simulation values Based on this validation process, we can verify the feasibility and reliability of

16、numerical simulations methods in the study on these problems. With full verification of the accuracy of the mathematical model and the numerical simulation, we further extend the numerical simulation to study the distribution of air flow and the distribution characteristics of air pollutants in the

17、laboratory under different scenarios. We run our simulations with different heights of indoor baffles, different ventilation methods with various ventilation rates. The characteristics of pollutant source were also taken into considerations and speed of ventilation and different types of pollutants

18、distribution. By comparing the results of all laboratories, we evaluated different impacts about these factors on the airflow and pollutant distributions and then conclude the best combination of factors for indoor air quality. Furthermore, we want to obtain results on the distribution of air and pollutants in various indoor situations to offer helpful suggestions to future design of indoor ventilation and basic equipment (furniture, baffles) in working places. KEYWORDS: Contaminants; Experimental test; Indoor air quality; Numerical simulation; Internal partitioning