【摘要】：艦船居住艙室大多為沒有舷窗的封閉艙室,艙室內(nèi)空氣很難與外界進(jìn)行自然對(duì)流交換,而船員大多數(shù)時(shí)間是在艙室內(nèi)度過的,不合理的通風(fēng)方式勢(shì)必會(huì)影響船員的身心健康,因此對(duì)艦船居住艙室內(nèi)空氣品質(zhì)的研究尤為重要。本文以某艦船居住艙室為研究對(duì)象,采用計(jì)算流體力學(xué)的理論和方法,利用Fluent軟件對(duì)混合通風(fēng)、置換通風(fēng)和層式通風(fēng)三種通風(fēng)方式下艙室內(nèi)的氣流組織進(jìn)行模擬分析,并對(duì)層式通風(fēng)做了進(jìn)一步的優(yōu)化。首先,本文建立了艦船居住艙室的物理模型,選定了數(shù)值模擬所需的計(jì)算模型,邊界條件等,并驗(yàn)證了所選數(shù)值模型的準(zhǔn)確性。然后,對(duì)三種通風(fēng)方式在艦船居住艙室中的應(yīng)用進(jìn)行了模擬研究,重點(diǎn)分析了艙室內(nèi)的速度場、溫度場、甲醛濃度場、空氣齡、通風(fēng)效率以及熱舒適性。最后,通過改變回風(fēng)口位置和送風(fēng)口高度、送風(fēng)溫度和換氣次數(shù)對(duì)層式通風(fēng)進(jìn)行優(yōu)化分析。通過三種不同通風(fēng)方式的對(duì)比分析可知,層式通風(fēng)在熱舒適性和排污效果上均要優(yōu)于其它兩種通風(fēng)方式,并且具有良好的節(jié)能效果。置換通風(fēng)不適宜用在艦船居住艙室這類空間狹小的房間,混合通風(fēng)的通風(fēng)效果和節(jié)能效果均較差。通過優(yōu)化分析,本文得出當(dāng)回風(fēng)口中心距左艙壁1.25m、送風(fēng)口中心距地面1.3米、送風(fēng)溫度為22℃、換氣次數(shù)為10次/h時(shí),層式通風(fēng)艙室內(nèi)的熱舒適性和排污效果達(dá)到最佳。本文的研究工作可以為艦船居住艙室通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供一些參考和依據(jù)。
【圖文】：

因此室內(nèi)工作區(qū)的空氣品質(zhì)較差，通風(fēng)效率低。要使室內(nèi)空氣混合均勻，送風(fēng)必須有較高的風(fēng)速，因此風(fēng)機(jī)功率大，能耗高。置換通風(fēng)[8]是將送風(fēng)氣流以較低的風(fēng)速和溫度由房間底部送入室內(nèi)，送入室內(nèi)的新鮮空氣在地面附近形成一層較薄的空氣湖，地面附近的新鮮空氣在遇到室內(nèi)熱源后吸收熱量，受浮升力的作用被卷吸到房間的上部，由房間上部的回風(fēng)口排出，帶走房間的熱量同時(shí)排出污染物。采用置換通風(fēng)的房間內(nèi)空氣分為兩層，上部紊流區(qū)和下部的單向流區(qū)。上部紊流區(qū)的溫度場比較均勻，溫度高，污染物濃度大。從房間下部送入的新鮮空氣不斷吸收房間內(nèi)的熱量上升，，形成近乎單向的上升氣流，房間下部空氣的溫度低、污染物濃度低，但溫度梯度大。置換通風(fēng)的通風(fēng)效率高于混合通風(fēng)，但送風(fēng)動(dòng)量低，只能用于夏季制冷。置換通風(fēng)原理圖如圖 1-1 所示。層式通風(fēng)[9]是為了解決高溫空調(diào)的舒適性問題而提出的一種新型通風(fēng)方式。層式通風(fēng)通過位于側(cè)墻且略高于人體呼吸區(qū)的風(fēng)口將新鮮空氣直接送達(dá)人體呼吸區(qū)，人體的呼吸區(qū)域會(huì)形成一層新鮮的空氣層，這個(gè)高度的送風(fēng)能夠及時(shí)將人體工作區(qū)的余熱、余濕和污染物帶到室內(nèi)的非工作區(qū)，然后排出室外。室內(nèi)工作區(qū)的空氣品質(zhì)好，同時(shí)不會(huì)有過大的頭腳溫差。上部未利用的非工作區(qū)溫度高于下部工作區(qū)，避免了能量的浪費(fèi)。層式通風(fēng)原理圖如圖 1-2 所示。由于送風(fēng)直接抵達(dá)人員的呼吸

因此室內(nèi)工作區(qū)的空氣品質(zhì)較差，通風(fēng)效率低。要使室內(nèi)空氣混合均勻，送風(fēng)必須有較高的風(fēng)速，因此風(fēng)機(jī)功率大，能耗高。置換通風(fēng)[8]是將送風(fēng)氣流以較低的風(fēng)速和溫度由房間底部送入室內(nèi)，送入室內(nèi)的新鮮空氣在地面附近形成一層較薄的空氣湖，地面附近的新鮮空氣在遇到室內(nèi)熱源后吸收熱量，受浮升力的作用被卷吸到房間的上部，由房間上部的回風(fēng)口排出，帶走房間的熱量同時(shí)排出污染物。采用置換通風(fēng)的房間內(nèi)空氣分為兩層，上部紊流區(qū)和下部的單向流區(qū)。上部紊流區(qū)的溫度場比較均勻，溫度高，污染物濃度大。從房間下部送入的新鮮空氣不斷吸收房間內(nèi)的熱量上升，形成近乎單向的上升氣流，房間下部空氣的溫度低、污染物濃度低，但溫度梯度大。置換通風(fēng)的通風(fēng)效率高于混合通風(fēng)，但送風(fēng)動(dòng)量低，只能用于夏季制冷。置換通風(fēng)原理圖如圖 1-1 所示。層式通風(fēng)[9]是為了解決高溫空調(diào)的舒適性問題而提出的一種新型通風(fēng)方式。層式通風(fēng)通過位于側(cè)墻且略高于人體呼吸區(qū)的風(fēng)口將新鮮空氣直接送達(dá)人體呼吸區(qū)，人體的呼吸區(qū)域會(huì)形成一層新鮮的空氣層，這個(gè)高度的送風(fēng)能夠及時(shí)將人體工作區(qū)的余熱、余濕和污染物帶到室內(nèi)的非工作區(qū)，然后排出室外。室內(nèi)工作區(qū)的空氣品質(zhì)好，同時(shí)不會(huì)有過大的頭腳溫差。上部未利用的非工作區(qū)溫度高于下部工作區(qū)，避免了能量的浪費(fèi)。層式通風(fēng)原理圖如圖 1-2 所示。由于送風(fēng)直接抵達(dá)人員的呼吸
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U674.7

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本文編號(hào)：2644111