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随着人们物质生活水平的提高,空调的使用越来越普及了,人们对室内环境的要求也越来越高了。因此,在空气调节系统中,室内气流组织的合理性对空调的效果和能耗有很大的影响,寻求合适的气流组织形式来满足舒适性和节能的需求变得越来越重要了。
影响空调房间室内气流组织的主要因素有入口空气射流及其参数、进风口的位置、进回风口的相对位置等。本文使用FLUENT软件来模拟三维空调房间室内气流组织的流动形式。首先依据一定的条件在Gambit软件环境下建立符合研究要求的空调房间物理模型,然后对所建立的物理模型进行网格划分,利用空气流动的质量守恒方程、动量守恒方程(即Navier-Stokes方程)、能量守恒方程以及k-ε两方程湍流模型,对上送下回、侧送侧回和置换通风等三种气流组织方式采用不同的送风速度和送风温度来对空调室内的空气流动状况进行数值模拟,并在FLUENT软件中以直观的方式显示出不同气流组织方案下气流的速度场和温度场(气流流型图),较为详细的分析讨论了不同参数下的室内气流分布的规律及特点。最后在数值模拟的基础上进行相应的实验测量,将实验结果与数值模拟结果进行比较分析,证实了采用雷诺时间平均的Navier-Stokes方程和k-ε湍流模型对本文所选取的物理模型进行数值计算是较为可行可靠的。结合数值计算和实验的结果,对本文所选取的物理模型,分析比较所研究的三种不同空调送回风方式对室内空气流动的影响,得出侧送侧回型气流组织方式是比较合适的。
本文的研究结果证明,利用雷诺时间平均的Navier-Stokes方程和k-ε两方程湍流模型对空调房间的气流组织进行数值计算是可行的。这种数值模拟方法可以帮助人们在规划设计阶段就能较为详细的预测由空调通风所形成的空气速度场、温度场的分布状况,从而使设计能更好的满足实际情况的需要,这对于保证良好的房间空调系统气流组织设计方案、提高室内舒适度、降低空调系统的能耗都有重要的意义。