PDF《法瑞风管系统送风效率及节能效果分析》

A―孔口面积,m2/s;

c―实验常数,可取c=0.082. 对于圆形平行射流组, 其求解区域的横向宽度与主流方向的长度相比是小量, 并且其横 向速度梯度很大.因此,我们可以看作是二维稳态薄剪切层流动.根据文献[3]有人根 据Prandtl 混合长度理论,求出了自由圆形射流紊流的解析解: 式中 d―孔口直径, m;

l―两孔中心的距离, m;

I―Prandtl混合长度, m;

北京法布瑞克技术有限公司 其中,Prandtl混合长度与射流发展进程成比例: c? 是公式(2)中唯一的经验常数,它可以由实验来确定. 根据公式(1)和(2)计算,当风速5m/s 时,在点(4.94,0)处风速达到0.3m/s(工 作区要求风速) . 对于传统送风系统,采用方形、圆形散流器最为普遍.而从方形、圆形散流器送出的送 风射流为锥形射流,其射流是轴对称的如图3. 即可视为各向轴对称的自由射流,自由射流的轴心速度衰减规律可用下列公式描述: 式中:H0:送风口等效宽度, m;

Kn:非等温修正系数;

K2:温差衰减比例系数;

Ar0:阿基米德数;

Δt0:送风温度和回风温度之差,K;

g:重力加速度,m/s2 T:房间平均绝对温度,K 根据公式计算可知当风速5m/s 时,在点(5,0)处风速为0.17m/s,若考虑浮力的影响 则风速更低. 比较可知, 传统送风系统送风时速度衰减应该比法瑞风管系统更快, 而温度分层由于受 到扩散角的影响更不明显.

2 模拟计算 为论证公式及分析各因素对两种不同送风方式的送风均匀性的影响, 我们分别对法瑞风 管系统送风和传统散流器送风进行CFD 模拟研究. 2.1 法瑞风管系统送风速度、温度分布CFD 模拟 本实验模拟同一根布袋风管,夏季送冷风. 模型参数: 房间规模:5*5*5m,风管直径406mm,居边偏上布置,斜下向条缝送风,孔口宽25mm, 风速5 m/s,方向4:30,下回风.夏季送风温度15 度,室温25 度. 即可视为各向轴对称的自由射流,自由射流的轴心速度衰减规律可用下列公式描述: 北京法布瑞克技术有限公司 式中:H0:送风口等效宽度, m;

Kn:非等温修正系数;

K2:温差衰减比例系数;

Ar0:阿基米德数;

Δt0:送风温度和回风温度之差,K;

g:重力加速度,m/s2 T:房间平均绝对温度,K 根据公式计算可知当风速5m/s 时,在点(5,0)处风速为0.17m/s,若考虑浮力的影响 则风速更低. 比较可知, 传统送风系统送风时速度衰减应该比法瑞风管系统更快, 而温度分层由于受 到扩散角的影响更不明显.

2 模拟计算 为论证公式及分析各因素对两种不同送风方式的送风均匀性的影响, 我们分别对法瑞风 管系统送风和传统散流器送风进行CFD 模拟研究. 2.1 法瑞风管系统送风速度、温度分布CFD 模拟 本实验模拟同一根布袋风管,夏季送冷风. 模型参数: 房间规模:5*5*5m,风管直径406mm,居边偏上布置,斜下向条缝送风,孔口宽25mm, 风速5 m/s,方向4:30,下回风.夏季送风温度15 度,室温25 度. 建立模型 CFD 模拟: 温度分布 北京法布瑞克技术有限公司 速度分布 从实验结果可知,距地面1.5m 高处,气流面平均速度为0.29m/s,面平均温度25.2℃. 最大气流速度0.32 m/s,最小气流速度0.24 m/s,最大速度差0.08 m/s. 最高气流温度25.7℃,最低气流温度24.9℃,最大温度差0.8℃ 以上数据为理想状态下的模拟结果, 再以实际案例进行模拟, 如以某超市为模板建立简 化模型图5: 若干支管连接在送风主管上形成支状管网系统,货架和支管处于垂直,避免有气流被阻 隔在两货架之间. 北京法布瑞克技术有限公司 从模拟结果看,距地面1.5m 高处,气流面平均速度为0.31m/s,面平均温度25.1 ℃.最大气流速度0.35 m/s,最小气流速度0.26 m/s,最大速度差0.09 m/s.最高气流温度 25.8℃,最低气流温度24.7℃,最大温度差1.1℃ 与之前的模拟结果比较,室内有障碍物时,速度及温度分布都受到影响,但不影响 模拟结果与理论结果相似的结论. 2.2 传统散流器送风速度、温度分布CFD 模拟 建立模型如图6 所示: CFD 模拟截图 速度分布 北京法布瑞克技术有限公司 温度分布 从模拟结果看,距地面1.5m 高处,气流面平均速度为0.28m/s,面平均温度25.4 ℃.最大气流速度0.42m/s,最小气流速度0.19 m/s,最大速度差0.23 m/s. 最高气流温度26.6℃,最低气流温度24.2℃,最大温度差2.4℃ 2.3 对比结果 如此可得对比结果法瑞风管系统送风效率更高, 均匀性更好, 且在工作区域平均温度更 低(送冷风) .