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渗透式纤维空气分布系统送风特征模拟

邢夏琼  
【摘要】:纤维空气分布系统是以一种由阻燃涤纶织物制成的风管替代传统风道,集空气输送与分配于一体的新型柔性送风末端,因具有空气分布均匀、送风量大而无吹风感、质量轻、易清洗、防凝露等一系列优点而成为通风领域工程师的首选。风管内流场的性质与送风质量有密切关系,对于渗透式纤维风管,风管纤维层结构特征和性能会影响风管内流场特征。论文基于计算流体动力学方法,进行纤维风管内和纤维层内气体流动模型的建立及微分方程的离散处理、划分纤维风管的网格,并确定边界条件及风管纤维层结构特征和性能参数,数值计算纤维风管内的流体压力分布和气体流动速度分布,并实验进行验证。 (1)风管纤维层设为多孔介质,根据质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律建立纤维风管内和纤维层内气体流动的微分控制方程,在纤维层内气体流动控制方程中增加多孔介质的阻尼系数,该模型根据纤维风管内流场的湍流特征,引入标准的二方程模型,并采用有限体积法,将该微分方程处理得到离散方程。 (2)论文研究的两种纤维风管用织物,实验确定孔隙率分别为26.7%和70.6%,并得到两种织物的粘性阻力系数和惯性阻力系数。 (3)纤维空气分布系统的纤维风管中心的气体流动速度大,并呈辐射状向四周管壁均匀递减,以渗透方式从管壁面向环境送风。纤维风管中心的气体流动速度沿气体流动方向逐渐减小,在封闭的风管尾部产生回流,形成漩涡。纤维风管内的压力沿气体流动方向逐渐降低,在封闭的风管尾部因空气回流压力增大。 (4)孔隙率26.7%的织物适宜制作纤维空气分布系统的风管,数值计算风管内壁气体流动速度和压力沿风管轴向较均匀;而孔隙率70.6%的织物制作纤维空气分布系统的风管,数值计算风管外壁气体流动速度和压力在离入口0-1.5m迅速下降,尾部气体流动速度和压力接近0。(5)实验测试孔隙率26.7%的织物制作的纤维空气分布系统的风管外表面送风速度,结果与数值计算的风管内壁的气体流动速度一致。


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