水噴淋下大空間建筑煙氣輸運(yùn)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(fēng)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(jìn)行了數(shù)值模擬,并對其結(jié)果進(jìn)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?jǐn)?shù)隨時間的變化進(jìn)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(jìn)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(qiáng),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?jǐn)?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(jìn)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(zāi)實(shí)驗、計算機(jī)數(shù)值模擬和理論分析相互應(yīng)用驗證的研究方法,研究理論及數(shù)值模擬兩種火災(zāi)煙氣層高度的描述方法的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明當(dāng)采用t2火模型時,在與現(xiàn)實(shí)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(zāi)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(shí)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(zhǔn)確性;總結(jié)得到了兩種與現(xiàn)實(shí)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(yīng)注意的幾點(diǎn)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(zhǔn)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(xué)為基礎(chǔ),在三維坐標(biāo)系下采用標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(yīng)和液滴蒸發(fā)主要發(fā)生在煙氣進(jìn)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(yīng)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(fù)荷特性,認(rèn)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(fēng)實(shí)現(xiàn)分層氣流組織的方法及其在大空間建筑中的應(yīng)用,探討了在夏季和冬季條件下的分層氣流組織的實(shí)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(diǎn),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(fēng)方式進(jìn)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(jìn)行對比研究；提出側(cè)送下回風(fēng)的一種較佳的合理方案；

高大空間建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜,初投資昂貴,在設(shè)計時有必要對其設(shè)計方案、氣流組織、舒適性等加以模擬預(yù)測。本文就天津國際展覽中心擴(kuò)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(jìn)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(shè)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(kuò)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(jìn)方案熱舒適性與氣流組織進(jìn)行了模擬研究。分析得出分層空調(diào)設(shè)計方案應(yīng)用于高大空間建筑不僅能保證工作區(qū)合理氣流組織設(shè)計及熱舒適性,而且對降低初投資、節(jié)省運(yùn)行費(fèi)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(shè)計具有重要的指導(dǎo)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(fēng)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(jìn)行了數(shù)值模擬并對其結(jié)果進(jìn)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(fēng)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(fēng)送、回風(fēng)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(chǔ)的。紊流模型使用k-ε兩方程模型。結(jié)果表明:回風(fēng)口與送風(fēng)口同側(cè)布置、異側(cè)布置對置換通風(fēng)的氣流組織影響不大,置換通風(fēng)在大空間建筑空調(diào)中有應(yīng)用價值。

高大空間建筑的自然通風(fēng)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(luò)計算軟件contamw與熱流及熱平衡計算的matlab程序相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)其自然通風(fēng)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(shí)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(jìn)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(jī)械通風(fēng)情況下,當(dāng)存儲貨物的倉庫發(fā)生火災(zāi)時,將會改變室內(nèi)的溫度場和流場的分布;(2)在自然通風(fēng)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(zāi)時,室內(nèi)流場主要是由熱力作用支配,通風(fēng)口的位置、通風(fēng)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(fēng)情況下,室外的氣流狀況和通風(fēng)口的位置對室內(nèi)的氣流都有很大的影響,室外的風(fēng)速大小和風(fēng)向分別對室內(nèi)風(fēng)速的大小和流場分布有重要影響,而通風(fēng)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(shè)計其通風(fēng)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(shí)施燃?xì)廨椛渑c分層送風(fēng)相結(jié)合的供暖方案,結(jié)合實(shí)例進(jìn)行了計算流體力學(xué)模擬。

采用實(shí)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(jìn)行早期火災(zāi)試驗。從火源類型和質(zhì)量的角度對煙氣速度、溫度進(jìn)行對比分析,總結(jié)早期火災(zāi)煙氣在高大空間建筑中的運(yùn)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(dá)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(kuò)散,最終到達(dá)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(dǎo),應(yīng)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(xué)模型.并采用計算流體力學(xué)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(jìn)行了預(yù)測.從而可為大空間建筑火災(zāi)探測及人員疏散研究提供相關(guān)參考.

以300mw機(jī)組濕法煙氣脫硫噴淋塔為研究對象,利用計算流體力學(xué)通用軟件對其內(nèi)部兩相流場進(jìn)行模擬。氣相湍流由標(biāo)準(zhǔn)k模型描述,噴淋液滴由拉格朗日顆粒軌道模型描述。預(yù)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(jìn)周邊噴嘴的布置方式及噴嘴型式進(jìn)行優(yōu)化。

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

采用fluent軟件對1000mw脫硫噴淋塔的內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬,考察了在120°雙入口煙道形式下,不同入口角度θ對其內(nèi)部速度場、溫度場及壓力場分布的影響。研究發(fā)現(xiàn),入口角度θ為15°時,流場分布較均勻。

大空間建筑的防排煙性能化設(shè)計——針對大空間、大面積新型現(xiàn)代化建筑工程的防排煙設(shè)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(shè)計，采用實(shí)驗室數(shù)據(jù)定量計算和評估的方法對其突破規(guī)范設(shè)計部分進(jìn)行評估，對大空間建筑工程的...

基于區(qū)域模型和場模型的計算方法,分別計算了大空間建筑火災(zāi)的熱煙氣溫度與時間的關(guān)系曲線(t-t曲線)。通過比較計算結(jié)果可得出:區(qū)域模型計算方法對大空間建筑火災(zāi)熱煙氣的填充規(guī)律及填充過程中的溫度預(yù)測具有足夠的精度;但隨著熱煙氣層的下降,當(dāng)下層冷空氣逐漸減少至80%被熱煙氣所取代時,該計算方法對煙氣溫度預(yù)測的準(zhǔn)確性不太高。建議對大空間建筑火災(zāi)中結(jié)構(gòu)反應(yīng)全過程分析的t-t曲線,采用基于場模型的計算方法,或者,對基于區(qū)域模型的t-t曲線進(jìn)行修正。

在現(xiàn)代建筑消防安全設(shè)計中,通風(fēng)空調(diào)和防排煙設(shè)計是非常重要的,不容忽視。同時,它也是大型空間建筑的重要組成部分。然而,大型空間建筑不得不面對一個主要的缺點(diǎn),即火災(zāi)。眾所周知,火的破壞力是不可想象的。除了建筑,對人類生命的威脅更加嚴(yán)重?？紤]到大空間建筑,如果一旦出現(xiàn)火災(zāi),很難快速的大空間建筑逃脫,及時避免悲劇再次從源到解決,建筑業(yè)必須排煙控制加熱、通風(fēng)和空調(diào)設(shè)計提起高度重視,除了確保大空間建筑的質(zhì)量,更重要的是為人們創(chuàng)造一個更加安全可靠的公共環(huán)境。

應(yīng)用零方程模型進(jìn)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(diǎn)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(shí)際應(yīng)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(shí)際應(yīng)用對算法進(jìn)行了驗證。