【摘要】：針對柴油發(fā)動機試驗廠房內(nèi)設備試驗過程產(chǎn)生大量余熱問題,開展柴油發(fā)動機試驗廠房高熱環(huán)境的通風降溫研究對保障設備正常運行和人員安全工作具有非常重要的意義。然而由于廠房內(nèi)設備散熱量大,在夏季工況下,采用自然通風方式很難達到預期的降溫效果,采用傳統(tǒng)制冷空調(diào)應用于工業(yè)廠房則能耗大,運行費用較高,對環(huán)境也會造成一定污染。因此探尋既能滿足工業(yè)廠房內(nèi)溫濕度設計要求,又能節(jié)約資源、減少環(huán)境污染的通風降溫技術十分必要。本文以某柴油發(fā)動機試驗廠房為研究對象,采用數(shù)值模擬的方法研究傳統(tǒng)的全新風、室外新風蒸發(fā)冷卻、室外新風蒸發(fā)冷卻+熱污染區(qū)環(huán)境蒸發(fā)冷卻三種通風方式下廠房內(nèi)空氣流動和熱濕環(huán)境狀況,最后通過正交試驗的方法確定最優(yōu)通風方案。本文主要工作內(nèi)容如下:(1)從理論方面分析廠房內(nèi)設備散熱情況,確定通風量計算方法,對某柴油發(fā)動機試驗廠房進行通風方案設計。通過建筑環(huán)境和工藝過程建立可供分析的物理模型,選用計算流體動力學的Realizable k—ε模型和組分輸運模型作為計算工具,建立完整的計算模型,并對本文所選的計算模型的可靠性進行了驗證,為本文后續(xù)進行數(shù)值模擬研究提供了理論依據(jù)。(2)模擬采用傳統(tǒng)的全新風通風方式時廠房內(nèi)空氣流動和熱濕環(huán)境狀況,對比采用四種不同通風量時人員工作區(qū)和設備所在區(qū)溫度控制效果。結果表明:以傳統(tǒng)的全新風通風方式盡管能夠把室內(nèi)的熱量排出,但未解決人員工作區(qū)環(huán)境溫度超標問題。采用全新風通風方式,通風量在原始工況通風量基礎上增加86%,仍未達到人員工作區(qū)平均溫度要求。由此可見,采用全新風通風方式對柴油發(fā)動機試驗廠房進行通風降溫,通風量大,能耗較高,噪音較大,降溫效果并不明顯。(3)分別模擬采用室外新風蒸發(fā)冷卻、室外新風蒸發(fā)冷卻+熱污染區(qū)環(huán)境蒸發(fā)冷卻通風方式時廠房內(nèi)空氣流動和熱濕環(huán)境狀況,并將溫度控制情況與傳統(tǒng)全新風通風方式原始工況進行對比。結果表明:室外新風蒸發(fā)冷卻通風方式對比全新風方式,通風量下降31%,可以解決大部分人員工作區(qū)環(huán)境溫度問題,但設備周圍存在局部高溫現(xiàn)象;室外新風蒸發(fā)冷卻+熱污染區(qū)環(huán)境蒸發(fā)冷卻通風方式對比全新風方式,通風量下降43%,可以完全滿足人員工作區(qū)環(huán)境溫度要求,且設備周圍未出現(xiàn)局部高溫現(xiàn)象。(4)設計六因素三水平正交試驗表,運用正交試驗的方法研究采用室外新風蒸發(fā)冷卻+熱污染區(qū)環(huán)境蒸發(fā)冷卻通風方式時六種不同因素對柴油發(fā)動機試驗廠房人員工作區(qū)熱環(huán)境的影響情況。通過極差分析和方差分析可知,在所選水平下各因素中送風角度對試驗結果的影響最大,之后依次為:送風溫度、送風口高度、送風速度、室內(nèi)蒸發(fā)冷卻設備送風速度、室內(nèi)蒸發(fā)冷卻設備送風角度,最終基于試驗結果確定最優(yōu)方案。本文的研究成果為今后的柴油發(fā)動機試驗廠房通風系統(tǒng)的優(yōu)化設計與研究提供了參考。
【圖文】：

2.1 柴油發(fā)動機試驗廠房的基本情況及通風系統(tǒng)控制目標2.1.1 廠房基本情況本文研究對象為某柴油發(fā)動機試驗廠房，廠房大小為長×寬×高=40m×15.4m×15m。廠房內(nèi)有待試驗的柴油發(fā)動機、測功機等設備，以及相關的柴油發(fā)動機進氣系統(tǒng)、柴油發(fā)動機排煙系統(tǒng)、燃油供應系統(tǒng)、冷卻用水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通風系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)。根據(jù)《工業(yè)建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》（GB50019-2015）查得，柴油發(fā)動機試驗廠房所在地夏季通風室外計算溫度為 31.2℃，夏季通風室外計算相對濕度為 69%，夏季室外大氣壓力為 100540Pa。廠房內(nèi)對稱布置兩個大小相同的試驗臺，試驗臺大小為長×寬×高=10.8m×3.5m×0.35m。兩個試驗臺上分別布置相同的發(fā)動機及測功機。其中，發(fā)動機為中速柴油發(fā)動機，額定功率為 1320kW，轉(zhuǎn)速為 1000r/min。柴油發(fā)動機試驗廠房示意圖如圖 2-1 所示。

圖 2-2 直接蒸發(fā)冷卻示意圖g. 2-2 Schematic diagram of direct evaporative coo圖 2-3 直接蒸發(fā)冷卻過程 h-d 圖-3 The h-d diagram of direct evaporative cooling p物理過程如圖 2-2 所示。室外空氣流經(jīng)被水而空氣的干球溫度降低，，但濕球溫度卻保持可見圖 2-3�？諝獾臓顟B(tài)變化是絕熱加濕降程度是有一定范圍的，理論上空氣溫度最低
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU83

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本文編號：2702957