水噴淋下大空間建筑煙氣輸運數(shù)值模擬

論述了cfd模擬大空間建筑室內(nèi)空氣流動的必要性,對采用上送風方式的大空間建筑空調(diào)模型室內(nèi)空氣流動的速度場和溫度場進行了數(shù)值模擬,并對其結(jié)果進行了分析。

采用數(shù)值模擬研究在單噴淋作用下建筑通道內(nèi)煙氣的蔓延特性,并對不同噴淋壓力條件下煙氣質(zhì)量流量、溫度及co體積分數(shù)隨時間的變化進行對比,對引起噴淋作用下煙氣蔓延速度及煙氣成分濃度變化的主要原因進行了分析。結(jié)果表明,增加噴淋壓力對煙氣的降溫作用增強,降低了煙氣在通道內(nèi)的蔓延速度;同時,噴淋引起的煙氣擁塞增加了流出噴淋覆蓋區(qū)的煙氣的co體積分數(shù),使得煙氣毒性加大。

為了對大空間建筑煙氣填充研究方法進行對比分析。以一個廢棄的大空間倉庫為研究對象,采用了全尺寸火災實驗、計算機數(shù)值模擬和理論分析相互應用驗證的研究方法,研究理論及數(shù)值模擬兩種火災煙氣層高度的描述方法的準確性。結(jié)果表明當采用t2火模型時,在與現(xiàn)實的吻合程度方面,數(shù)值模擬>zukoski理論模型>yamana-tanaka理論模型;隨著火災的不斷發(fā)展,相對誤差逐漸增大。通過對比分析發(fā)現(xiàn),全尺寸實驗、理論模型和數(shù)值模擬三種方法相互驗證可以更好地保證研究的準確性;總結(jié)得到了兩種與現(xiàn)實較吻合的描述煙氣層高度的理論方法,并且提出減小誤差應注意的幾點事項,包括盡可能提高火源熱釋放速率、煙氣層溫度描述的準確性;不考慮火源熱量通過建筑邊界結(jié)構(gòu)散失等。

以計算流體力學為基礎,在三維坐標系下采用標準k-ε雙方程模型求解動量、能量和組分方程,結(jié)合漿滴蒸發(fā)模型及簡化的漿滴脫硫反應模型,以euler-lagrange方法建立了噴淋塔內(nèi)煙氣脫硫的數(shù)值計算模型,模型計算結(jié)果與孔華的試驗數(shù)據(jù)符合較好。模型計算結(jié)果表明,對于粒徑小的噴淋液滴,其煙氣脫硫反應和液滴蒸發(fā)主要發(fā)生在煙氣進口附近,而隨著液滴粒徑的增大,液滴在塔內(nèi)蒸發(fā)和脫硫反應的過程延長。同時,增加煙氣溫度、降低煙氣中so2的入口質(zhì)量濃度以及增加液氣比均有利于提高脫硫效率。文中模型相對于一維柱塞流模型,能夠直觀地顯示出噴淋塔內(nèi)的流場、溫度場和組分質(zhì)量濃度場的空間分布。

利用分層氣流組織有利于大空間建筑的節(jié)能和熱舒適。本文分析了大空間建筑的負荷特性,認為內(nèi)部垂直溫度分布對大空間得失熱有著重要的影響,介紹了典型的側(cè)送風實現(xiàn)分層氣流組織的方法及其在大空間建筑中的應用,探討了在夏季和冬季條件下的分層氣流組織的實現(xiàn)方式,通過數(shù)值模擬研究了分層氣流組織在兩個季節(jié)中流場分布特點,為大空間建筑暖通系統(tǒng)的節(jié)能和室內(nèi)熱環(huán)境的改善提供依據(jù)。

建立大會議室物理模型；利用fluent軟件對高大空間建筑在不同條件的側(cè)送下回送風方式進行數(shù)值模擬；根據(jù)模擬結(jié)果；分析會議室相關(guān)位置速度場和溫度場；并進行對比研究；提出側(cè)送下回風的一種較佳的合理方案；

高大空間建筑空調(diào)系統(tǒng)設計復雜,初投資昂貴,在設計時有必要對其設計方案、氣流組織、舒適性等加以模擬預測。本文就天津國際展覽中心擴建工程b展廳現(xiàn)狀空調(diào)方案用fluent公司推出的專業(yè)軟件airpak2.1對其空調(diào)系統(tǒng)的熱舒適性與氣流組織進行模擬研究。該研究為高大空間建筑空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設計、模擬氣流組織和熱舒適性等提供了方法及理論依據(jù)。

以天津國際展覽中心擴建工程b展廳為研究對象,利用fluent公司推出的專業(yè)軟件airpak2.1對其分層空調(diào)改進方案熱舒適性與氣流組織進行了模擬研究。分析得出分層空調(diào)設計方案應用于高大空間建筑不僅能保證工作區(qū)合理氣流組織設計及熱舒適性,而且對降低初投資、節(jié)省運行費用、建筑節(jié)能有重大意義。同時表明該模擬研究對高大空間建筑空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能與優(yōu)化設計具有重要的指導意義。

論述了cfd模擬大空間建筑室內(nèi)空氣流動的必要性;對采用稀釋型送風方式的大空間建筑空調(diào)室內(nèi)空氣流動的速度場和溫度場進行了數(shù)值模擬并對其結(jié)果進行了分析。結(jié)果表明:稀釋型(上送)方式的分層空調(diào)在大空間建筑空調(diào)中是較好的送風方式。

用fidap軟件模擬了一典型大空間建筑空調(diào)采用置換通風送、回風口同側(cè)布置、異側(cè)布置的室內(nèi)空氣流動的速度場和溫度場?？諝饬鲃游锢砟Ｐ褪且圆豢蓧嚎s、雷諾平均的納維爾-斯托克斯方程為基礎的。紊流模型使用k-ε兩方程模型。結(jié)果表明:回風口與送風口同側(cè)布置、異側(cè)布置對置換通風的氣流組織影響不大,置換通風在大空間建筑空調(diào)中有應用價值。

高大空間建筑的自然通風模擬案例研究——對大空間玻璃幕墻建筑，將多區(qū)域流體網(wǎng)絡計算軟件contamw與熱流及熱平衡計算的matlab程序相結(jié)合，以實現(xiàn)其自然通風與熱的耦合計算，同時，利用建筑性能模擬軟件ecotect計算玻璃幕墻的入射輻射量，以實現(xiàn)精確的室內(nèi)熱流計...

利用大渦模式對大空間建筑物室內(nèi)氣流進行模擬研究,并取得了良好的效果。模擬的內(nèi)容包括:(1)在機械通風情況下,當存儲貨物的倉庫發(fā)生火災時,將會改變室內(nèi)的溫度場和流場的分布;(2)在自然通風情況下,簡單方形鈍體建筑物以及大型體育館室內(nèi)的流場狀況。對以上模擬結(jié)果的分析表明,發(fā)生火災時,室內(nèi)流場主要是由熱力作用支配,通風口的位置、通風氣流的熱力性質(zhì)、室內(nèi)物品的堆放方式以及室內(nèi)物品的熱力屬性都會在很大程度上影響室內(nèi)的流場和溫度場。在自然通風情況下,室外的氣流狀況和通風口的位置對室內(nèi)的氣流都有很大的影響,室外的風速大小和風向分別對室內(nèi)風速的大小和流場分布有重要影響,而通風口的位置主要影響室內(nèi)氣流分布狀況。由于決定室內(nèi)氣流的因素很多,所以像體育館這種對室內(nèi)氣流和空氣質(zhì)量要求比較高的建筑物,要評價以及設計其通風效果及室內(nèi)空氣品質(zhì)必須針對具體情況從多個方面作具體分析。

提出了高大空間建筑實施燃氣輻射與分層送風相結(jié)合的供暖方案,結(jié)合實例進行了計算流體力學模擬。

采用實體試驗的方法,選用棉繩和聚氨酯試驗火,在大空間建筑中進行早期火災試驗。從火源類型和質(zhì)量的角度對煙氣速度、溫度進行對比分析,總結(jié)早期火災煙氣在高大空間建筑中的運動規(guī)律。棉繩熱釋放速率小,煙氣溫度較低,煙羽流受熱浮力作用小,煙氣速度低,同時由于試驗空間高大,煙氣無法到達頂棚;聚氨酯燃燒迅速,隨著火勢和高度的增大煙羽流上升速度加快,上升途中不發(fā)生擴散,最終到達試驗空間頂棚。質(zhì)量大的棉繩火煙氣溫度高,產(chǎn)煙量大,所受熱浮力大,速度有較明顯上升趨勢。質(zhì)量大的聚氨酯煙氣速度和溫度變化速率明顯比質(zhì)量小的聚氨酯快。

通過對熱分層環(huán)境下煙羽流最大上升高度公式的修正及軸心溫度計算公式的推導,應用伯努利方程建立了穩(wěn)定線性熱分層環(huán)境下軸對稱煙氣羽流上升時間的分段數(shù)學模型.并采用計算流體力學軟件fds模擬了環(huán)境溫度梯度1,k/m,火源釋熱率為100～1,000,kw時煙羽流在大空間建筑中的上升特性,最后結(jié)合14個工況的模擬結(jié)果對模型中的弗勞德數(shù)進行了預測.從而可為大空間建筑火災探測及人員疏散研究提供相關(guān)參考.

以300mw機組濕法煙氣脫硫噴淋塔為研究對象,利用計算流體力學通用軟件對其內(nèi)部兩相流場進行模擬。氣相湍流由標準k模型描述,噴淋液滴由拉格朗日顆粒軌道模型描述。預測了無噴淋和有噴淋2種條件下的氣相湍流流場分布、沿塔高方向不同截面上的氣速分布以及噴淋液滴的軌跡。模擬結(jié)果表明,引入噴淋液后,出口截面氣速分布明顯均勻化,其最大值由無噴淋時的12m/s降至6m/s。該最大值出現(xiàn)在靠近塔壁處,是由塔壁附近噴淋密度較低造成的,可通過改進周邊噴嘴的布置方式及噴嘴型式進行優(yōu)化。

以300mw機組濕法煙氣脫硫噴淋塔為研究對象,利用計算流體力學通用軟件對其內(nèi)部進行三維數(shù)值模擬.結(jié)果表明,模擬很好地預測出so2脫出效果.

大空間建筑的防排煙性能化設計——針對大空間、大面積新型現(xiàn)代化建筑工程的防排煙設計難以滿足規(guī)范要求的問題，對重慶國際會展中心展覽館超規(guī)范建筑工程的防排煙設計，采用實驗室數(shù)據(jù)定量計算和評估的方法對其突破規(guī)范設計部分進行評估，對大空間建筑工程的...

應用零方程模型進行大空間建筑熱環(huán)境的有限元數(shù)值模擬,利用零方程模型簡單快速的特點求解對精度要求不高但對速度比較敏感的大型工程問題。對于實際應用中出現(xiàn)的數(shù)值發(fā)散現(xiàn)象,引入對水平對流項的supg方法。并通過工程實際應用對算法進行了驗證。

基于現(xiàn)行規(guī)范中的有關(guān)條款及工程實際,總結(jié)并指出高大空間在進行防煙分區(qū)劃分時可能出現(xiàn)的問題。結(jié)合工程案例,分析了對于高度大于6m的高大空間采用邏輯防煙分區(qū)時的排煙系統(tǒng)設計方法,為大空間建筑排煙系統(tǒng)合理設計提供參考。

火車站大空間分層空調(diào)數(shù)值模擬研究——采用cfd方法對火車站大空間分層空調(diào)氣流組織進行了數(shù)值模擬研究，分析比較了不同送風高度、送風速度、風口夾角和送風溫度下的室內(nèi)溫度和速度場，探討這些因素對人員活動區(qū)內(nèi)空氣速度、溫度分布特性和分層空調(diào)效果的影響規(guī)...

利用數(shù)值模擬的方法,以采用分層空調(diào)的某大空間為例,模擬了全部采用中部側(cè)送風和采用中部側(cè)送風與側(cè)墻孔板送風相結(jié)合的兩種氣流組織方式下的流場,分析了兩種不同氣流組織方式下流場的特點,得到了有利于大空間建筑實現(xiàn)節(jié)能和舒適熱環(huán)境的氣流組織方式。