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高效空氣過濾器送風口擴散孔板的數值模擬與實驗

高效空氣過濾器送風口擴散孔板的開孔情況影響著室內流場、室內空氣潔凈度、潔凈室自凈時間和擴散板阻力.對GF01 1.0型高效空氣過濾器送風口擴散孔板的開孔情況對室內流場的影響進行了數值模擬,并采用風速儀、激光粒子計數器和微壓計分別測量了擴散板開孔變化對室內氣流分布、潔凈室自凈時間和擴散板內靜壓的影響.結果表明隨著開孔率的降低,擴散板的阻力增大.在擴散板擴散越均勻、渦流區和回流區越小的情況下,潔凈室自凈時間越短.并且在不同的送風量下,形成室內均勻流場的擴散板開孔情況不同,所以高效空氣過濾器送風口擴散孔板宜在額定風量下運行。

關鍵詞:高效空氣過濾器送風口擴散孔板;開孔率;氣流場;自凈時間;靜壓值中圖分類號:TU834　　文獻標誌碼:A　文章編號:0493 2137(2006)12 1411 06

亂流潔凈室在潔凈室中占有非常重要的比重.高效空氣過濾器送風口是潔凈空調系統的末端送風裝置,它將干凈的空氣送到亂流潔凈室內,通過稀釋作用,降低室內空氣中污染物濃度[1];同時將污染空氣從回風口或排風口排出.高效空氣過濾器送風口擴散孔板有利於送風氣流在室內均勻擴散.因此,有必要通過研究擴散孔板開孔情況對室內氣流分布狀況的影響,優化擴散板性能.　　

筆者從數值模擬和實驗測試兩個方麵對高效空氣過濾器送風口擴散孔板開孔情況的變化對室內速度場的影響進行了研究,并測試了擴散孔板的開孔情況對潔凈室自凈時間以及擴散板內靜壓值的影響.

數值模擬　　

在對風口模型的建立基礎、數值計算方法、方程模型的設置、計算區域、代數方程的離散方法和離散格式、求解方法、網格結構以及加速收斂功能等各個方麵綜合比較的基礎上[2—7],選用FLUENT商業軟件,采用標準K ε雙方程模型,并采用求解壓力藕合方程的半隱式方法求解速度場數值.　

針對亂流潔凈室內的氣流流動情況,對所給的物理模型做以下簡化和假設:　　

(1)假設室內氣流為不可壓縮常物性牛頓流體,穩態流動;　　

(2)假設室內初始各方向速度值為0,由於潔凈室的換氣次數較大,送風溫差較小,故內環境按等溫處理;　

(3)室內無內熱源,維護結構絕熱;　　

(4)由於擴散孔板的空氣出流狀況與污染源無關,假設室內無污染源,模擬潔凈室空態時的狀況;　　

(5)由於高效空氣過濾器與擴散孔板間的距離隻有5cm,則氣流經高效空氣過濾器出流方向沿風口法線方向處理;入流湍流動能k、湍流動能耗散率ε值分別按下式計算

kin=0.5nU2(1)　　　

εin=cμkin2Re/UL(2)

式中:n為所取的入流湍流動能為平均動能的百分數,可在0.50/0～1.50/0,此處取為10/0;U為入流速度,m/s;Re為入流的湍流雷諾數,可按400取值;L為湍流特征長度,m,對於正方形風口取為風口邊長;cμ為常數,0.09.　

(6)回風口為單層百葉回風口,有效出流麵積為500/0,滿足充分發展段紊流出口模型.

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