【摘要】：隨著科技的不斷發(fā)展,人們對于建筑的節(jié)能及舒適性的要求不斷提高。通過改變送風(fēng)方式,以求達(dá)到舒適節(jié)能的方法受到學(xué)術(shù)界越來越多的關(guān)注。本研究通過搭建存在單面發(fā)熱墻體的豎直貼附射流模型實驗臺,對具有單面垂直發(fā)熱墻體的工況開展實驗研究,探討射流速度、送風(fēng)口尺寸、送風(fēng)口位置及墻體發(fā)熱量等因素對射流及室內(nèi)熱環(huán)境的影響。按照單面發(fā)熱墻體豎直貼附射流模型實驗臺的實驗工況,采用ANSYS-CFX軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,研究室內(nèi)溫度場和速度場的變化規(guī)律,探索射流沖入深度及室內(nèi)熱環(huán)境的變化特性。根據(jù)單面發(fā)熱墻體豎直貼附射流模型實驗臺,推導(dǎo)出相似性比例,用模型實驗臺來模擬存在單面發(fā)熱墻體的豎直貼附射流,進(jìn)一步探討射流沖入深度的影響因素。將實驗所得數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對比分析,論證模型實驗臺及數(shù)值模擬的可靠性。應(yīng)用多元線性回歸分析方法,在前人的研究基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出在模型實驗臺測試條件下,計算射流沖入深度的經(jīng)驗公式,并對不同實驗設(shè)計工況條件下的人體熱舒適性進(jìn)行對比分析。通過對存在單面發(fā)熱墻體的豎直貼附射流過程的實驗研究和數(shù)值模擬,在本研究的實驗工況條件下,得出以下結(jié)論：1)經(jīng)過分析和論證,本課題研究中所搭建的模型實驗臺可用于模擬存在單面發(fā)熱墻體側(cè)貼附射流過程,可用于實驗研究受風(fēng)壓和熱壓耦合作用下的豎直貼附射流室內(nèi)熱環(huán)境和人體熱舒適特性；2)通過數(shù)值模擬和實驗研究,歸納、分析、總結(jié)得出送風(fēng)速度、送風(fēng)溫度、風(fēng)口尺寸、風(fēng)口位置、單面墻體發(fā)熱量及出風(fēng)口位置對單面發(fā)熱墻體側(cè)貼附射流沖入深度、室內(nèi)熱環(huán)境、人體熱舒適響及能量利用率的影響；3)在其他參數(shù)不變的情況下,隨著送風(fēng)速度的增加,射流沖入深度氏不斷增加,當(dāng)送風(fēng)速度達(dá)到0.6m/s后,射流垂直到達(dá)房間底部；室內(nèi)平均風(fēng)速逐漸增大,室內(nèi)溫度逐漸降低；工作區(qū)平面預(yù)測平均投票PMV不斷下降,室內(nèi)預(yù)測不滿意百分比PPD先下降而后上升,當(dāng)送風(fēng)速度為0.4m/s時,PPD達(dá)到最小值；4)隨著送風(fēng)溫度的增加,射流沖入深度δφ有所減小；模型實驗臺室內(nèi)溫度整體呈升高趨勢,室內(nèi)平均風(fēng)速變化不大；工作區(qū)平面預(yù)測平均投票PMV不斷升高,室內(nèi)預(yù)測不滿意百分比PPD先下降而后上升；5)隨著送風(fēng)口尺寸的增加,射流沖入深度氏不斷增加；模型實驗臺內(nèi)溫度整體不斷下降,室內(nèi)平均風(fēng)速呈增大趨勢；工作區(qū)平面預(yù)測平均投票PMV隨之變小,室內(nèi)預(yù)測不滿意百分比PPD先減小后增大；6)在本研究所設(shè)計的范圍內(nèi),隨著條縫型風(fēng)口與發(fā)熱墻體的距離的增加,射流沖入深度δφ有所減�。荒Ｐ蛯嶒炁_內(nèi)溫度和室內(nèi)平均風(fēng)速變化不大；工作區(qū)平面預(yù)測平均投票PMV有所增加,室內(nèi)預(yù)測不滿意百分比PPD略微增大；7)隨著墻體發(fā)熱量的增加,射流沖入深度δφ不斷減少,當(dāng)墻體發(fā)熱量增加到170W/m2時,射流在進(jìn)入風(fēng)口之后即改變方向,模型實驗臺內(nèi)溫度不斷增加,風(fēng)速總體變化不大；工作區(qū)平面預(yù)測平均投票PMV隨之增加,室內(nèi)預(yù)測不滿意百分比PPD先減小后增大；8)改變出風(fēng)口位置對射流沖入深度δφ的影響不大；模型實驗臺內(nèi)溫度和室內(nèi)平均風(fēng)速變化不大；出風(fēng)口在墻體上部時工作區(qū)平面室內(nèi)預(yù)測不滿意百分比PPD值略低于出風(fēng)口在墻體下部的情況；9)應(yīng)用Buckinghamπ定理以及多元線性回歸分析方法,推導(dǎo)出在本課題模型實驗條件下,存在發(fā)熱墻體的射流沖入深度的經(jīng)驗公式：在實際的應(yīng)用中,可根據(jù)以上結(jié)論對于不同的情況調(diào)節(jié)條縫送風(fēng)口的寬度及送風(fēng)速度,以達(dá)到提高人體舒適度及節(jié)能的目的。
【圖文】：

ASHRAE冬夏季舒適區(qū)分布圖

垂直溫差引起的預(yù)測不滿意百分率
【學(xué)位授予單位】：天津商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2559762