室內(nèi)環(huán)境下甲醛擴(kuò)散的數(shù)值模擬及能耗分析
發(fā)布時(shí)間:2021-11-24 11:17
隨著大氣污染惡化和能源危機(jī)的形勢日益嚴(yán)峻,如何有效利用能源提高室內(nèi)空氣品質(zhì),控制污染物濃度擴(kuò)散對人們身心健康和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。以FLUENT模擬軟件為基礎(chǔ),采用RNG k-ε模型結(jié)合壁面函數(shù)法和基于Species(Species Transport)方法的污染物擴(kuò)散模型,開展室內(nèi)環(huán)境下甲醛擴(kuò)散模擬以及實(shí)驗(yàn)對比研究。首先對室內(nèi)密閉情況下甲醛擴(kuò)散進(jìn)行模擬研究,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明所選數(shù)值模型的準(zhǔn)確性和可靠性。其次,針對夏季新風(fēng)系統(tǒng)房間的氣流組織形式、送風(fēng)速度及溫濕度變化對室內(nèi)常見甲醛氣體污染物擴(kuò)散的影響進(jìn)行數(shù)值模擬,并以空氣分布特性指標(biāo)(ADPI)、空氣分布不均勻系數(shù)、能量利用效率和通風(fēng)效率為評價(jià)指標(biāo)分析室內(nèi)空氣品質(zhì),結(jié)果表明異側(cè)上送下回送風(fēng)方式下甲醛濃度場分層明顯且均勻,能較好控制甲醛擴(kuò)散,ADPI值最高,人體舒適度最高;同側(cè)上送下回的空氣分布不均勻系數(shù)較小,產(chǎn)生氣流較為均勻;置換通風(fēng)的能量利用系數(shù)和通風(fēng)效率較高,排污和排熱能力較強(qiáng);頂送下回的ADPI值最小,空氣分布不均勻系數(shù)較大,舒適度較差。此外,通過改變異側(cè)上送下回送風(fēng)方式下的送風(fēng)速度(變化范圍1.1~2.6m/s)、送風(fēng)溫度...
【文章來源】:華北理工大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
-2018年中國家裝行業(yè)市場總產(chǎn)值及增速目前室內(nèi)家具及建筑裝飾材料散發(fā)的常見污染物氣體包含甲醛(HCHO)、
華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-8-圖2建筑能耗構(gòu)成及所占比重配有新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)房間,室內(nèi)建筑能耗會進(jìn)一步加大。因此應(yīng)研究新風(fēng)系統(tǒng)的不同送回風(fēng)方式和參數(shù),使房間內(nèi)形成合理的氣流組織,在達(dá)到凈化室內(nèi)空氣、給人們帶來舒適度的同時(shí)還能夠節(jié)約能源,減少能耗。1.2研究意義新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)通過合理的氣流組織形式不僅可以有效控制空調(diào)房間內(nèi)空氣的均勻度、溫度、相對濕度等參數(shù),使室內(nèi)環(huán)境達(dá)到舒適性的要求;同時(shí)在城市居民過度裝修室內(nèi)生活環(huán)境的情況下,能夠有效的將氣體污染物排到室外,降低室內(nèi)甲醛等污染物濃度,提升了室內(nèi)空氣質(zhì)量,使室內(nèi)空氣滿足人們舒適性的需求外還保證了對健康環(huán)境的要求。不同的系統(tǒng)送風(fēng)方式會產(chǎn)生室內(nèi)不同的氣流組織形式,進(jìn)一步影響室內(nèi)空氣的質(zhì)量。目前,常見的新風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)方式主要包含置換通風(fēng)以及混合通風(fēng)。本文模擬了四種不同的送風(fēng)方式,分別為:同側(cè)上送下回、頂送下回、異側(cè)上送下回以及置換通風(fēng),其中上送下回送風(fēng)形式及頂送下回送風(fēng)形式屬于室內(nèi)常見的混合通風(fēng)形式,混合通風(fēng)是指混合原有的室內(nèi)空氣和房屋頂部進(jìn)入的新鮮空氣,并且不斷稀釋處理室內(nèi)的余熱以及污染物濃度,使得存在室內(nèi)的污染物濃度以及溫濕度均勻分布。而置換通風(fēng)指采取從室內(nèi)底部送入低于日常室溫的清新空氣的形式,在重力的作用下,使得室內(nèi)整個(gè)地板充滿新送入的新鮮空氣,此外,通過熱氣流不斷的卷吸,在室內(nèi)空氣排除室內(nèi)的同時(shí),將會出現(xiàn)溫度以及濃度的明顯分層現(xiàn)象;旌贤L(fēng)的方式和置換通風(fēng)有所不同,合理的氣流組織能有效降低室內(nèi)污染物濃度,為人們提供一個(gè)舒適、健康的工作環(huán)境及休息空間。由于CFD方法具有成本低、較高的完備性和計(jì)算速快等特征,該方法常適用
第2章室內(nèi)氣流數(shù)值模擬原理及評價(jià)指標(biāo)-13-第2章室內(nèi)氣流數(shù)值模擬原理及評價(jià)指標(biāo)2.1CFD技術(shù)特點(diǎn)計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)主要是經(jīng)過數(shù)值傳熱(NHT)不斷成熟發(fā)展而來,它的基本原理是通過計(jì)算機(jī)軟件采用相關(guān)的數(shù)值計(jì)算方法模擬計(jì)算流體運(yùn)動規(guī)律,使得研究學(xué)者可以清晰明確分析經(jīng)過數(shù)值計(jì)算得到的流體運(yùn)動圖像[48]。它解決問題的思想為:通過相關(guān)原理以及方法,建立基于時(shí)空坐標(biāo)系下物理場的離散點(diǎn)之間的數(shù)學(xué)方程,并求解該數(shù)學(xué)方程模型的解。計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)的具體流程如圖3所示。圖3CFD數(shù)值求解流程圖在計(jì)算機(jī)技術(shù)以及相關(guān)技術(shù)不斷成熟發(fā)展的今天,經(jīng)過多年相關(guān)學(xué)者的不斷努力,計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)得到了較快發(fā)展[49],突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析方法的局限性。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)分析方法相比,在面臨復(fù)雜的問題時(shí)數(shù)值模擬方法表現(xiàn)不凡,它表現(xiàn)出具有較強(qiáng)的處理復(fù)雜問題的能力,此種方法的優(yōu)勢在于具有較低的成本以及理想的模擬計(jì)算結(jié)果。針對室內(nèi)的污染物擴(kuò)散以及氣流組織的問題研究,在充分
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]夏季不同通風(fēng)方式的房間內(nèi)甲醛擴(kuò)散模擬研究[J]. 王倩,張浩. 潔凈與空調(diào)技術(shù). 2019(02)
[2]溫度對材料污染散發(fā)和室內(nèi)空氣甲醛濃度影響的分析[J]. 陳鳳娜,張惠敏,梁衛(wèi)輝,楊旭東. 建筑科學(xué). 2019(06)
[3]橋載空調(diào)制熱下飛機(jī)客艙熱舒適性數(shù)值模擬[J]. 林家泉,劉明良. 中國民航大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(02)
[4]基于送風(fēng)參數(shù)的純電動公交車內(nèi)速度場和溫度場分析[J]. 周柯,胡廣地,郎曉玥. 汽車實(shí)用技術(shù). 2017(16)
[5]不同氣流組織下對室內(nèi)甲醛濃度影響模擬分析[J]. 張磊,張國娟,于水. 建筑節(jié)能. 2017(08)
[6]夏冬兩季室內(nèi)通風(fēng)降氡能耗分析[J]. 梁濤,葉勇軍,代鑫濤,張運(yùn)鋒,蘇杭. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2017(03)
[7]相對濕度、溫度對膠合板甲醛釋放的影響[J]. 楊葉,李立清,馬衛(wèi)武,馬先成,劉斌,陳若菲,顏婧. 中國環(huán)境科學(xué). 2016(02)
[8]轎車車室內(nèi)流場的數(shù)值仿真研究[J]. 何良,吳長水,李啟杰,姜自才. 計(jì)算機(jī)仿真. 2016(01)
[9]空調(diào)辦公室熱環(huán)境數(shù)值模擬研究[J]. 劉敏,李明海,盧明,郭拴全,趙明強(qiáng). 土木建筑與環(huán)境工程. 2015(S1)
[10]室內(nèi)污染物擴(kuò)散的通風(fēng)優(yōu)化數(shù)值模擬[J]. 岳高偉,陸夢華,賈慧娜. 流體機(jī)械. 2014(04)
碩士論文
[1]海帶干燥特性及熱泵烘干室氣流組織研究[D]. 王鵬浩.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[2]不同凈化方式下室內(nèi)甲醛釋放特性及凈化效果的數(shù)值研究[D]. 張怡鵬.東北石油大學(xué) 2018
[3]不同通風(fēng)方式對室內(nèi)空氣品質(zhì)的影響[D]. 李翩.南京理工大學(xué) 2016
[4]夏熱冬冷地區(qū)辦公建筑空調(diào)能耗模擬及節(jié)能潛力分析[D]. 馮楊杰.揚(yáng)州大學(xué) 2016
[5]微觀通道的非平衡分子輸運(yùn)研究[D]. 徐志成.暨南大學(xué) 2015
[6]室內(nèi)甲醛和TVOCs釋放規(guī)律及污染控制技術(shù)研究[D]. 袁寶成.東北大學(xué) 2015
[7]室內(nèi)裝飾材料甲醛釋放規(guī)律及影響因素的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張侃.沈陽航空航天大學(xué) 2012
本文編號:3515870
【文章來源】:華北理工大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
-2018年中國家裝行業(yè)市場總產(chǎn)值及增速目前室內(nèi)家具及建筑裝飾材料散發(fā)的常見污染物氣體包含甲醛(HCHO)、
華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-8-圖2建筑能耗構(gòu)成及所占比重配有新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)房間,室內(nèi)建筑能耗會進(jìn)一步加大。因此應(yīng)研究新風(fēng)系統(tǒng)的不同送回風(fēng)方式和參數(shù),使房間內(nèi)形成合理的氣流組織,在達(dá)到凈化室內(nèi)空氣、給人們帶來舒適度的同時(shí)還能夠節(jié)約能源,減少能耗。1.2研究意義新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)通過合理的氣流組織形式不僅可以有效控制空調(diào)房間內(nèi)空氣的均勻度、溫度、相對濕度等參數(shù),使室內(nèi)環(huán)境達(dá)到舒適性的要求;同時(shí)在城市居民過度裝修室內(nèi)生活環(huán)境的情況下,能夠有效的將氣體污染物排到室外,降低室內(nèi)甲醛等污染物濃度,提升了室內(nèi)空氣質(zhì)量,使室內(nèi)空氣滿足人們舒適性的需求外還保證了對健康環(huán)境的要求。不同的系統(tǒng)送風(fēng)方式會產(chǎn)生室內(nèi)不同的氣流組織形式,進(jìn)一步影響室內(nèi)空氣的質(zhì)量。目前,常見的新風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)方式主要包含置換通風(fēng)以及混合通風(fēng)。本文模擬了四種不同的送風(fēng)方式,分別為:同側(cè)上送下回、頂送下回、異側(cè)上送下回以及置換通風(fēng),其中上送下回送風(fēng)形式及頂送下回送風(fēng)形式屬于室內(nèi)常見的混合通風(fēng)形式,混合通風(fēng)是指混合原有的室內(nèi)空氣和房屋頂部進(jìn)入的新鮮空氣,并且不斷稀釋處理室內(nèi)的余熱以及污染物濃度,使得存在室內(nèi)的污染物濃度以及溫濕度均勻分布。而置換通風(fēng)指采取從室內(nèi)底部送入低于日常室溫的清新空氣的形式,在重力的作用下,使得室內(nèi)整個(gè)地板充滿新送入的新鮮空氣,此外,通過熱氣流不斷的卷吸,在室內(nèi)空氣排除室內(nèi)的同時(shí),將會出現(xiàn)溫度以及濃度的明顯分層現(xiàn)象;旌贤L(fēng)的方式和置換通風(fēng)有所不同,合理的氣流組織能有效降低室內(nèi)污染物濃度,為人們提供一個(gè)舒適、健康的工作環(huán)境及休息空間。由于CFD方法具有成本低、較高的完備性和計(jì)算速快等特征,該方法常適用
第2章室內(nèi)氣流數(shù)值模擬原理及評價(jià)指標(biāo)-13-第2章室內(nèi)氣流數(shù)值模擬原理及評價(jià)指標(biāo)2.1CFD技術(shù)特點(diǎn)計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)主要是經(jīng)過數(shù)值傳熱(NHT)不斷成熟發(fā)展而來,它的基本原理是通過計(jì)算機(jī)軟件采用相關(guān)的數(shù)值計(jì)算方法模擬計(jì)算流體運(yùn)動規(guī)律,使得研究學(xué)者可以清晰明確分析經(jīng)過數(shù)值計(jì)算得到的流體運(yùn)動圖像[48]。它解決問題的思想為:通過相關(guān)原理以及方法,建立基于時(shí)空坐標(biāo)系下物理場的離散點(diǎn)之間的數(shù)學(xué)方程,并求解該數(shù)學(xué)方程模型的解。計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)的具體流程如圖3所示。圖3CFD數(shù)值求解流程圖在計(jì)算機(jī)技術(shù)以及相關(guān)技術(shù)不斷成熟發(fā)展的今天,經(jīng)過多年相關(guān)學(xué)者的不斷努力,計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)得到了較快發(fā)展[49],突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析方法的局限性。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)分析方法相比,在面臨復(fù)雜的問題時(shí)數(shù)值模擬方法表現(xiàn)不凡,它表現(xiàn)出具有較強(qiáng)的處理復(fù)雜問題的能力,此種方法的優(yōu)勢在于具有較低的成本以及理想的模擬計(jì)算結(jié)果。針對室內(nèi)的污染物擴(kuò)散以及氣流組織的問題研究,在充分
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]夏季不同通風(fēng)方式的房間內(nèi)甲醛擴(kuò)散模擬研究[J]. 王倩,張浩. 潔凈與空調(diào)技術(shù). 2019(02)
[2]溫度對材料污染散發(fā)和室內(nèi)空氣甲醛濃度影響的分析[J]. 陳鳳娜,張惠敏,梁衛(wèi)輝,楊旭東. 建筑科學(xué). 2019(06)
[3]橋載空調(diào)制熱下飛機(jī)客艙熱舒適性數(shù)值模擬[J]. 林家泉,劉明良. 中國民航大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(02)
[4]基于送風(fēng)參數(shù)的純電動公交車內(nèi)速度場和溫度場分析[J]. 周柯,胡廣地,郎曉玥. 汽車實(shí)用技術(shù). 2017(16)
[5]不同氣流組織下對室內(nèi)甲醛濃度影響模擬分析[J]. 張磊,張國娟,于水. 建筑節(jié)能. 2017(08)
[6]夏冬兩季室內(nèi)通風(fēng)降氡能耗分析[J]. 梁濤,葉勇軍,代鑫濤,張運(yùn)鋒,蘇杭. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2017(03)
[7]相對濕度、溫度對膠合板甲醛釋放的影響[J]. 楊葉,李立清,馬衛(wèi)武,馬先成,劉斌,陳若菲,顏婧. 中國環(huán)境科學(xué). 2016(02)
[8]轎車車室內(nèi)流場的數(shù)值仿真研究[J]. 何良,吳長水,李啟杰,姜自才. 計(jì)算機(jī)仿真. 2016(01)
[9]空調(diào)辦公室熱環(huán)境數(shù)值模擬研究[J]. 劉敏,李明海,盧明,郭拴全,趙明強(qiáng). 土木建筑與環(huán)境工程. 2015(S1)
[10]室內(nèi)污染物擴(kuò)散的通風(fēng)優(yōu)化數(shù)值模擬[J]. 岳高偉,陸夢華,賈慧娜. 流體機(jī)械. 2014(04)
碩士論文
[1]海帶干燥特性及熱泵烘干室氣流組織研究[D]. 王鵬浩.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[2]不同凈化方式下室內(nèi)甲醛釋放特性及凈化效果的數(shù)值研究[D]. 張怡鵬.東北石油大學(xué) 2018
[3]不同通風(fēng)方式對室內(nèi)空氣品質(zhì)的影響[D]. 李翩.南京理工大學(xué) 2016
[4]夏熱冬冷地區(qū)辦公建筑空調(diào)能耗模擬及節(jié)能潛力分析[D]. 馮楊杰.揚(yáng)州大學(xué) 2016
[5]微觀通道的非平衡分子輸運(yùn)研究[D]. 徐志成.暨南大學(xué) 2015
[6]室內(nèi)甲醛和TVOCs釋放規(guī)律及污染控制技術(shù)研究[D]. 袁寶成.東北大學(xué) 2015
[7]室內(nèi)裝飾材料甲醛釋放規(guī)律及影響因素的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張侃.沈陽航空航天大學(xué) 2012
本文編號:3515870
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