空調(diào)課件-基夯-3.5氣流組織

大綱要求：掌握常用氣流組織形式的選擇及其設(shè)計(jì)計(jì)算方法。速度場(chǎng)的形成：經(jīng)過(guò)空調(diào)系統(tǒng)處理的空氣，經(jīng)送風(fēng)口進(jìn)入空調(diào)房間，與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱質(zhì)交換后，由回風(fēng)口排出，必然引起室內(nèi)空氣的流動(dòng)，形成某種形式的氣流流型和速度場(chǎng)。速度場(chǎng)是溫度場(chǎng)、濕度場(chǎng)、濃度場(chǎng)存在的基礎(chǔ)和前提。氣流組織設(shè)計(jì)的任務(wù)是合理地組織室內(nèi)空氣的流動(dòng)，使室內(nèi)工作區(qū)空氣的溫度、相對(duì)濕度、速度和潔凈度能更好地滿足工藝要求及人們的舒適性要求?？照{(diào)房間的氣流組織不僅直接影響房間的空調(diào)效果，也影響空調(diào)系統(tǒng)的能耗量。民規(guī)7.4.1

空調(diào)區(qū)的氣流組織設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)空調(diào)區(qū)的溫濕度參數(shù)、允許風(fēng)速、噪聲標(biāo)準(zhǔn)、空氣質(zhì)量、溫度梯度以及空氣分布特性指標(biāo)(

I)等要求，結(jié)合

裝修、工藝或家具布置等確定;復(fù)雜空間空調(diào)區(qū)的氣流組織設(shè)計(jì)，宜采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)

數(shù)值模擬計(jì)算。影響氣流組織的因素有：送風(fēng)口位置及形式、送風(fēng)射流的參數(shù)（送風(fēng)量、出口風(fēng)速、送風(fēng)溫度等）、回風(fēng)口位置、房間幾何形狀、熱源所在位置及室內(nèi)的各種擾動(dòng)等。對(duì)氣流組織的形響最重要的是：送風(fēng)口的空氣射流及其送風(fēng)參數(shù)師培訓(xùn)主講：蔣老師2/30博客博客一、送、回風(fēng)口空氣流動(dòng)規(guī)律射流的分類：按流態(tài)：層流射流、紊流射流按空間：

射流、受限射流按溫度：等溫射流、非等溫射流按噴嘴：圓射流、扁射流空調(diào)工程中的射流，屬于紊流非等溫受限（或 ）射流1、送風(fēng)口空氣流動(dòng)規(guī)律1

等溫

紊流射流射流構(gòu)成：起始段（射流空調(diào)中常用主體段。速度保持不變），主體段。師培訓(xùn)主講：蔣老師博客4/30射流

速度計(jì)算公式為射流橫斷面直徑計(jì)算公式為：送風(fēng)口紊流系數(shù)α與射流出口速度分布有關(guān)，分布越不均勻，值越大。還與射流出口截面初始紊流強(qiáng)度有關(guān)。其數(shù)值大，橫向脈動(dòng)大，射流擴(kuò)散角就大，射程就短。要增大射程，可以提高出口速度，或者減小紊流系數(shù)α。老師培訓(xùn)主講：蔣老師5/30（2）非等溫

射流非等溫射流：射流出口溫度與房間溫度不相同。冷射流：送風(fēng)溫度低于室內(nèi)空氣溫度熱射流：送風(fēng)溫度高于室內(nèi)空氣溫度非等溫射流進(jìn)入房間后，射流邊界與周圍空氣之間不僅要進(jìn)行動(dòng)量交換，而且要進(jìn)行熱量交換。因此，隨著射流離出口的距離增大，其溫度也在變化。溫差計(jì)算（3）阿基米德數(shù)Ar非等溫射流在其射程中由于與周圍空氣密度不同，所受浮力與重力不平衡而發(fā)生彎曲，如圖示。軌跡理論計(jì)算式：α射流出口軸線s軸與水平軸x的夾角.阿基米德數(shù)Ar是表征浮力和慣性力的無(wú)因次比值，計(jì)算公式為：式中d0：圓形送風(fēng)口的直徑，或矩形送風(fēng)口的等面積當(dāng)量直徑，mAr判斷射流變形：Ar>0，熱射流，向上彎曲；Ar=0，等溫射流，不彎曲；Ar<0，冷射流，向下彎曲。師培訓(xùn)主講：蔣老師6/30博客（4）受限射流貼附射流：貼附于頂棚的射流。視為完整射流一半，計(jì)算中將

射流公式的送風(fēng)口直徑d0代以

；對(duì)于扁射流,可將風(fēng)口寬度b代以2b，用完整射流公式計(jì)算。圖3.5-3貼附射流衰減慢，貼附長(zhǎng)。冷貼附射流，貼附長(zhǎng)度減小。貼附長(zhǎng)度與阿基米德數(shù)有關(guān)，Ar越小則貼附長(zhǎng)度越長(zhǎng)。受限射流（有限空間射流）：送風(fēng)射流的斷面積與房間橫斷面積之比大于1:5者為受限射流。貼附受限射流、非貼附受限射流。圖3.5-4師培訓(xùn)主講：蔣老師7/30博客博客8/30（5）平行射流多個(gè)送風(fēng)口自同一平面沿平行線向同一方向送出的平行射流。當(dāng)兩射流邊界相交后，則產(chǎn)生互相疊加，形成重合流動(dòng)。在匯合之前，每股射流獨(dú)立發(fā)展，匯合之后，射流邊界相交，互相干擾并

，逐漸形成一股總射流?？偵淞鞯?/p>

速度逐漸增大，直至最大，然后再逐漸衰減，直至趨近于零。由于平行射流間的相互作用，其流動(dòng)規(guī)律不同于單獨(dú)送出時(shí)的流動(dòng)規(guī)律。單股射流的速度分布：正態(tài)分布。式3.5-6X斷面 速度：式3.5-7兩相同射流相互作用的氣流速度：式3.5-8（6）旋轉(zhuǎn)射流氣流通過(guò)具有旋流作用的噴嘴向外射出，氣流本身一面旋轉(zhuǎn)，一面又向介質(zhì)中擴(kuò)散前進(jìn)，這種射流稱為旋轉(zhuǎn)射流。旋轉(zhuǎn)射流的特點(diǎn)：由于射流的旋轉(zhuǎn)，使得射流介質(zhì)獲得向四周擴(kuò)散的離心力。與一般的射流相比，旋轉(zhuǎn)射流的擴(kuò)散角要大得多，射程短得多，并且在射流形成了一個(gè)回流區(qū)。適用于要求快速混合的通風(fēng)場(chǎng)合。師培訓(xùn)主講：蔣老師9/30博客例題1冬季空調(diào)采用噴口送熱風(fēng)時(shí)，氣流會(huì)向上彎曲，錯(cuò)誤的敘述是（

）。送風(fēng)溫差越小，則彎曲程度越大送風(fēng)速度越大，則彎曲程度越大送風(fēng)口直徑越小，則彎曲程度越大送風(fēng)速度越小，則彎曲程度越大例題2某空調(diào)房間室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度27℃，送風(fēng)溫度17℃，送風(fēng)量2160m3/h，矩形風(fēng)口1000×150mm（不考慮風(fēng)口有效面積系數(shù)），該送風(fēng)氣流的阿基米德數(shù)Ar接近（

）。(2011年案例題）0

n（A）0.0992 (B)

0.0081

(C)0.0089

(D)

0.0053參考答案：C.υ0＝

L/BH=2160

/(3600×1.0×0.15)

＝4.0m/s，d0=1.128×(1.0×0.15)0.5=0.437mAr=gd0(t0-tn)/(υ

2·T

)=9.81×0.437×(17-27)/(42×(273+27

))=

-0.00893師培訓(xùn)主講：蔣老師10/3博客2.回風(fēng)口空氣流動(dòng)規(guī)律排（回）風(fēng)口附近為負(fù)壓。氣流從不同方向流向回風(fēng)口，流線向回風(fēng)點(diǎn)集中形成點(diǎn)匯。點(diǎn)匯流速分布規(guī)律：v1/v2=r22/r

21在回風(fēng)口氣流作用區(qū)內(nèi)，任意兩點(diǎn)間的流速變化與距點(diǎn)匯的距離的平方成反比，可近似使用點(diǎn)匯空氣流動(dòng)規(guī)律?；仫L(fēng)口與送風(fēng)口對(duì)流場(chǎng)的影響比較?？紤]空調(diào)房間氣流分布時(shí)，主要考慮送風(fēng)射流作用，同時(shí)考慮排風(fēng)口合理位置，實(shí)現(xiàn)預(yù)定氣流分布模式。師培訓(xùn)主講：蔣老師11/3博客例題3師培訓(xùn)主講：蔣老師12/3博客二、送、回風(fēng)口形式及氣流組織要求1、送風(fēng)口的形式空調(diào)房間氣流流型主要取決于送風(fēng)射流。而送風(fēng)口形式將直接影響氣流的混合程度、出口方向及氣流斷面形狀，對(duì)送風(fēng)射流具有重要作用送風(fēng)口的種類：輻射形、軸向、線形、面形。送風(fēng)口的選型：民規(guī)7.4.2

空調(diào)區(qū)的送風(fēng)方式及送風(fēng)口選型，應(yīng)符合下列規(guī)定：1宜采用百葉、條縫型等風(fēng)口貼附側(cè)送;當(dāng)側(cè)送氣流有阻礙或單位面積送風(fēng)量較大，且活動(dòng)區(qū)的風(fēng)速要求嚴(yán)格時(shí)，不應(yīng)采用側(cè)送;2設(shè)有吊頂時(shí)，應(yīng)根據(jù)空調(diào)區(qū)的高度及對(duì)氣流的要求，采用散流器或孔板送風(fēng)。當(dāng)單位面積送風(fēng)量較大，且活動(dòng)區(qū)內(nèi)的風(fēng)速或區(qū)域溫差要求較小時(shí)，應(yīng)采用孔板送風(fēng);3高大空間宜采用噴口送風(fēng)、旋流風(fēng)口送風(fēng)或下部送風(fēng)。4變風(fēng)量末端裝置，應(yīng)保證在風(fēng)量改變時(shí)，氣流組織滿足空調(diào)區(qū)環(huán)境的基本要求;5

送風(fēng)口表面溫度應(yīng)高于室內(nèi)

溫度;低于室內(nèi)

溫度時(shí)，應(yīng)采用低溫風(fēng)口。師培訓(xùn)主講：蔣老師13/3博客幾種常見(jiàn)的送風(fēng)口側(cè)送風(fēng)口：風(fēng)速宜2-5m/s。宜貼頂布置，用于一般空調(diào)、室溫層百葉風(fēng)波動(dòng)允許±1℃和±0.5℃的工藝性空調(diào)。宜采口。散流器（表3.5-2）：形式、性能、適用范圍孔板送風(fēng)口：送風(fēng)均勻，速度衰減快。噴射式風(fēng)口：大型的生產(chǎn)車間、體育館、院等建筑常采用。旋流送風(fēng)口：誘導(dǎo)比大、送風(fēng)速度衰減快、送型可調(diào)，適應(yīng)不同射程需求。適用于層高較高的空調(diào)建筑（其高度仍有限制，應(yīng)根據(jù)具體產(chǎn)品性能決定）。其中誘導(dǎo)型旋流送風(fēng)口還適用于地板送風(fēng)。座椅下送風(fēng)口：設(shè)于影劇院、會(huì)場(chǎng)座椅下，風(fēng)速0.2m/s地板送風(fēng)口：

誘導(dǎo)型旋流送風(fēng)口、散流器、格柵式送風(fēng)口或條縫型送風(fēng)口。一般應(yīng)設(shè)送風(fēng)靜壓箱。低溫送風(fēng)口：用于低溫送風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)口采用誘導(dǎo)或氣流保護(hù)等方式使風(fēng)口不產(chǎn)生結(jié)露。師培訓(xùn)主講：蔣老師14/3博客2、回風(fēng)口回風(fēng)口的形狀和位置根據(jù)氣流組織要求而定。若設(shè)在房間下部時(shí)，為避免灰塵和雜物被吸入，風(fēng)口下緣離地面至少

0.15m?；仫L(fēng)口應(yīng)能進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。民規(guī)7.4.12

回風(fēng)口的布置，應(yīng)符合下列規(guī)定：1不應(yīng)設(shè)在送風(fēng)射流區(qū)內(nèi)和

長(zhǎng)期停留的地點(diǎn);采用側(cè)送時(shí)，宜設(shè)在送風(fēng)口的同側(cè)下方;兼做熱風(fēng)供暖、房間凈高較高時(shí)，宜設(shè)在房間的下部;條件允許時(shí)，宜采用集中回風(fēng)或走廊回風(fēng)，但走廊的斷面風(fēng)速不宜過(guò)大;4采用置換通風(fēng)、地板送風(fēng)時(shí)，應(yīng)設(shè)在

活動(dòng)區(qū)的上方?；仫L(fēng)口的吸風(fēng)速度，宜按表3.5-3選用。（民規(guī)7.4.13）師培訓(xùn)主講：蔣老師15/3博客3、氣流組織的形式氣流組織形式應(yīng)該根據(jù)空調(diào)要求，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝設(shè)備布置等條件合理地確定。氣流組織的基本要求和形式見(jiàn)表3.5-4和表3.5-5。按照送回風(fēng)口位置的相互關(guān)系和氣流方向，一般分為如下四種形式：（1）上送風(fēng)下回風(fēng)：進(jìn)入工作區(qū)前送風(fēng)與室內(nèi)空氣已充分混合，易于形成均勻的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)，可采用較大的送風(fēng)溫差。（2）上送風(fēng)上回風(fēng)：管道吊頂內(nèi)暗裝較適用于有一定美觀要求場(chǎng)所。（3）中部送風(fēng)：高大空間?？照{(diào)區(qū)在房間下部，上部為非空調(diào)區(qū)。采用分層空調(diào)，有顯著的節(jié)能效果。（4）下送風(fēng)：送風(fēng)直接進(jìn)入工作區(qū)。送風(fēng)溫差小、風(fēng)速小，送風(fēng)量大。適用性。師培訓(xùn)主講：蔣老師16/3博客規(guī)范7.4.9

分層空調(diào)的氣流組織設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列規(guī)定:1

空調(diào)區(qū)宜采

側(cè)送風(fēng);當(dāng)空調(diào)區(qū)跨度較小時(shí)，可采用單側(cè)送風(fēng)，且回風(fēng)口宜布置在送風(fēng)口的同側(cè)下方;2

側(cè)送多股平行射流應(yīng)互相搭接;采

側(cè)對(duì)送射流時(shí)，其射程可按相對(duì)噴口中點(diǎn)距離的90%計(jì)算;3宜減少非空調(diào)區(qū)向空調(diào)區(qū)的熱轉(zhuǎn)移;必要時(shí)，宜在非空調(diào)區(qū)設(shè)置送、排風(fēng)裝置。師培訓(xùn)主講：蔣老師17/3博客置換通風(fēng)：空氣以低風(fēng)速、小溫差的狀態(tài)送人活動(dòng)區(qū)下部，在送風(fēng)及室內(nèi)熱源形成的上升氣流的共同作用下，將熱濁空氣頂升至頂部排出的一種機(jī)械通風(fēng)方式。例題4師培訓(xùn)主講：蔣老師18/3博客規(guī)范7.4.7

采用置換通風(fēng)時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定:?1房間凈高宜大于2.7m;?2送風(fēng)溫度不宜低于18.0℃;?3空調(diào)區(qū)的單位面積冷負(fù)荷不宜大于120W/m2;?4污染源宜為熱源，且污染氣體密度較小;?5室內(nèi)

活動(dòng)區(qū)O.lm至1.1m高度的空氣垂直溫差不宜大于3.0℃;?6空調(diào)區(qū)內(nèi)不宜有其他氣流組織。師培訓(xùn)主講：蔣老師19/3博客例題5例題6培訓(xùn)主講：蔣老師20/3博客三、氣流組織計(jì)算空調(diào)房間的氣流大多屬于受限射流，目前所用的公式主要是基于實(shí)驗(yàn)條件下的半經(jīng)驗(yàn)公式，公式的局限性較大。1、側(cè)送風(fēng)的計(jì)算由于側(cè)向送風(fēng)射流的作用，在室內(nèi)形成大回旋渦流。大回旋渦流流速較射流流速小，溫度也較均勻。工作地帶處于回流區(qū)，溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)比較均勻、穩(wěn)定。民規(guī)7.4.3

采用貼附側(cè)送風(fēng)時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定:1送風(fēng)口上緣與頂棚的距離較大時(shí)，送風(fēng)口應(yīng)設(shè)置向上傾斜10°-20°的導(dǎo)流片。2送風(fēng)口內(nèi)宜設(shè)置防止射流偏斜的導(dǎo)流片;3射流流程中應(yīng)無(wú)阻擋物。師培訓(xùn)主講：蔣老師21/3博客：1

計(jì)算方法：計(jì)算應(yīng)滿足的兩個(gè)條件：①工作區(qū)空氣流速符合工藝條件和

衛(wèi)生要求；②

溫差(

溫度與室溫差)小于空調(diào)精度范圍。工作區(qū)最大無(wú)因次回流平均速度射流

度：房間尺寸和射流尺寸的相對(duì)大小對(duì)射流的影響計(jì)算的步驟：根據(jù)工作區(qū)運(yùn)行風(fēng)速確定送風(fēng)速度；根據(jù)送風(fēng)末端溫差確定風(fēng)口個(gè)數(shù)。校驗(yàn)貼附長(zhǎng)度是否滿足要求。校核房間高度。師培訓(xùn)主講：蔣老師22/3博客2、散流器送風(fēng)計(jì)算散流器平送：可用于一般空調(diào)工程，也可用于精度≥±0.5℃的空調(diào)工程。散流器下送：主要用于有較高凈化要求的車間?；旌蠈討?yīng)盡量位于工作區(qū)之上，因此，房間凈高要求較高,一般以大于3.5-4m為宜。民規(guī)7.4.6

采用散流器送風(fēng)時(shí)，應(yīng)滿足下列要求:1風(fēng)口布置應(yīng)有利于送風(fēng)氣流對(duì)周圍空氣的誘導(dǎo)，風(fēng)口中心與側(cè)墻的距離不宜小于1.0m;2采用平送方式時(shí)，貼附射流區(qū)無(wú)阻擋物;3兼作熱風(fēng)供暖，且風(fēng)口安裝高度較高時(shí)，宜具有改變射流出口角度的功能。(3)平送風(fēng)散流器設(shè)計(jì)計(jì)算步驟師培訓(xùn)主講：蔣老師23/3博客3、孔板送風(fēng)計(jì)算空調(diào)房間的高度小于5m，又要求有較大的送風(fēng)量時(shí)，宜采用孔板送風(fēng)。在工作區(qū)能夠形成比較均勻的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)。全面孔板下送直流送風(fēng)：主要用于有較高凈化要求的空調(diào)全面孔板不穩(wěn)定流：適用于高精度和低流速要求的空調(diào)工程局部孔板不穩(wěn)定流：適用于工藝布置分布在部分區(qū)域內(nèi)或有局部熱源的空調(diào)房間，以及僅在局部區(qū)域要求較高的空調(diào)精度和較小氣流速度的空調(diào)工程?？装逅惋L(fēng)計(jì)算的主要內(nèi)容和步驟民規(guī)7.4.4

采用孔板送風(fēng)時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1孔板上部穩(wěn)壓層的高度應(yīng)按計(jì)算確定，且凈高不應(yīng)小于O.2m;2向穩(wěn)壓層內(nèi)送風(fēng)的速度宜采用3m/s-5m/s。除送風(fēng)射流較長(zhǎng)的以外，穩(wěn)壓層內(nèi)可不設(shè)送風(fēng)分布支管。穩(wěn)壓層的送風(fēng)口處，宜設(shè)防止送風(fēng)氣流直接吹向孔板的導(dǎo)流片或擋板;3孔板布置應(yīng)與局部熱源分布相適應(yīng)。師培訓(xùn)主講：蔣老師24/3博客4、集中送風(fēng)（噴口送風(fēng)）計(jì)算又稱噴口送風(fēng)。它一般是將送、回風(fēng)口布置在同側(cè)，空氣以較高的速度、較大的風(fēng)量集中在少數(shù)的風(fēng)出，射流行至一定路程后折回，工作區(qū)通常為回流。與室內(nèi)空氣強(qiáng)烈混合，保證了大面積工作區(qū)新鮮空氣、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的均勻。同時(shí)，由于工作區(qū)為回流，因而能滿足一般舒適要求。該方式的送風(fēng)口數(shù)量少、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資較省。因此對(duì)于高大空間的一般空調(diào)工程．宜采用集中送風(fēng)方式。師培訓(xùn)主講：蔣老師25