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上送下回送风方式室内空气流动的2DPIV实验研究

雷彬  
【摘要】: 随着人们生活水平的提高,对室内空气的空气品质和热舒适性要求也越来越高。室内空气的流动状态与室内空气品质、热舒适性有着密切的关系。室内空气的流动通常都是复杂的湍流流动,传统的单点接、触式测量方法较难实现流速的准确测量。粒子图像测速技术(PIV)的出现和日趋成熟,为实现通风空调房间流场的全场瞬态测量提供了有效的工具。 本文旨在研究上送下回空间不同送风速度、障碍物位置以及热源强度大小对房间内气流速度场和温度场的影响。作者建立了2DPIV上送下回通风系统实验台,尺寸为600mm×300mm×340mm(L×W×H),送风方式为同侧上送下回的非等温送风,应用粒子图像测速(PIV)技术测试了模型房间内对称面Z=150mm和Y=110mm高度断面的二维流场,并对该房间的温度场进行了测试,用相关软件获得了整个流场的显示,分析了不同工况下的能量利用系数和不均匀系数。研究表明: 1、在Z=150mm竖直断面,障碍物位置、热源发热强度一定时,随着送风速度由0.9m/s增大到1.5m/s,射流对模型房间内空气的卷吸作用加强,流速的增大会使模型房间主漩涡区域增大,主漩涡中心位置向回风口位置移动;在Y=275mm高度射流无量纲轴心速度变化图中,X/L<0.8时各曲线变化趋势相同,而在Y=45mm送风速度图,X/L<0.3的区域,随着X/L值的增加,空气流速急剧下降;三种送风速度中,V=0.9 m/s时流场速度分布的均匀性最好。 障碍物位置的变化显著改变模型房间流场的分布,其影响主要表现为:回流区主漩涡区域大小、漩涡中心位置及流速大小分布的改变。随着障碍物位置从150mm增大至450mm,回流区主漩涡区域的大小逐渐减小,漩涡中心向远离回风口位置方向移动。 热源发热强度的增加,并没有改变射流主体区流场的气流分布;在Y=45mm高度热源强度比较图0.4<X/L<0.7的区域,随着X/L值的增大,由于障碍物的阻挡,各点的无因次流速减小。 2、在Y=110mm水平断面,送风速度、热源发热强度以及障碍物中心到送风口的水平距离增大时,都会使风口对侧两个角落的漩涡尺度逐渐增大。 3、送风速度由0.9m/s增大到1.5m/s时,Y=10mm断面、Y=110mm断面和热源表面各测点的平均温度都有下降的趋势;热源发热强度由0.9W增大到1.5W时,Y=10mm断面、Y=110mm断面及热源表面上各测点的平均温度逐渐升高。 本研究将为深入理解房间内障碍物位置及热源发热强度对通风空调气流组织的影响提供基础性数据资料。


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