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地板采暖与散热器采暖房间颗粒物分布的对比分析

岳晓敏  
【摘要】: 人的一生中大概有80%的时间在室内度过,越来越多的流行病学研究表明,室内颗粒物污染与人群的发病率、死亡率存在着正相关性,特别是粒径小于10μm的可吸入颗粒物。所以室内空气中颗粒物的浓度分布对人体健康的影响显得尤为重要。 本文以太原市某住宅北向卧室为研究对象,建立了地板和散热器两种不同采暖方式下室内气流流动的物理及数学模型,运用标准k-ε方程与SIMPLE算法对室内空气速度和温度分布进行了三维数值模拟。同时,采用颗粒轨道模型,以7.5μm、3.5μm和0.4μm粒径的颗粒物为例,模拟分析了地板采暖和散热器采暖房间由外窗渗透进入室内的颗粒物质量浓度分布和地面沉积颗粒物二次悬浮的质量浓度分布。通过试验研究对该房间采用地板采暖颗粒物计数浓度的分布进行了测试,发现与数值模拟结果具有一致性。进而得出以下结论: 1、室内气流流场对上述粒径的颗粒物浓度分布影响比较大,颗粒物对气流具有很强的跟随性。 2、采暖方式对室内上述粒径颗粒物的浓度分布影响比较大,室内区域温差大时,颗粒物易出现高浓度分布。相同粒径情况下地板采暖近地面区域颗粒物质量浓度比较高,散热器采暖散热器周围颗粒物质量浓度比较高。 3、外窗渗透进入室内的颗粒物和地面沉积颗粒物的二次悬浮均对室内颗粒物含量有重要影响。地板采暖房间由北外窗渗透进入室内的颗粒物靠近北外窗区域质量浓度偏高,二次悬浮颗粒物靠近南内墙区域质量浓度偏高;散热器采暖房间由外窗渗透计入室内的颗粒物和二次悬浮颗粒物均在散热器周围区域质量浓度偏高。在房间南北方向中心区域,地板采暖房间与散热器采暖房间颗粒物质量浓度分布差异不明显。 4、数值模拟与试验研究均显示7.5μm粒径的颗粒物受重力作用,在高度方向上粒子浓度递减趋势较3.5μm、0.4μm颗粒物明显。 5、室内区域温差一定的情况下,0.4μm粒径的小粒径颗粒物受热泳和布朗扩散作用明显,高度方向浓度均匀。


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