基于舰船居住舱室空气品质的层式通风优化研究

【摘要】：舰船居住舱室大多为没有舷窗的封闭舱室,舱室内空气很难与外界进行自然对流交换,而船员大多数时间是在舱室内度过的,不合理的通风方式势必会影响船员的身心健康,因此对舰船居住舱室内空气品质的研究尤为重要。本文以某舰船居住舱室为研究对象,采用计算流体力学的理论和方法,利用Fluent软件对混合通风、置换通风和层式通风三种通风方式下舱室内的气流组织进行模拟分析,并对层式通风做了进一步的优化。首先,本文建立了舰船居住舱室的物理模型,选定了数值模拟所需的计算模型,边界条件等,并验证了所选数值模型的准确性。然后,对三种通风方式在舰船居住舱室中的应用进行了模拟研究,重点分析了舱室内的速度场、温度场、甲醛浓度场、空气龄、通风效率以及热舒适性。最后,通过改变回风口位置和送风口高度、送风温度和换气次数对层式通风进行优化分析。通过三种不同通风方式的对比分析可知,层式通风在热舒适性和排污效果上均要优于其它两种通风方式,并且具有良好的节能效果。置换通风不适宜用在舰船居住舱室这类空间狭小的房间,混合通风的通风效果和节能效果均较差。通过优化分析,本文得出当回风口中心距左舱壁1.25m、送风口中心距地面1.3米、送风温度为22℃、换气次数为10次/h时,层式通风舱室内的热舒适性和排污效果达到最佳。本文的研究工作可以为舰船居住舱室通风系统的设计和优化提供一些参考和依据。