帶熱源工業(yè)廠房自然通風(fēng)的數(shù)值模擬.pdf

1、自然通風(fēng)除了能夠有效地實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的降溫，還能夠節(jié)約常規(guī)能源、減少環(huán)境污染。同時(shí)還可以將新鮮空氣引入室內(nèi)并及時(shí)地將污染物排出，極大地改善室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量高品位化的需求和人們物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，對工業(yè)廠房內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的要求也越來越高。很多地區(qū)的工業(yè)廠房在夏季和過渡季節(jié)都采用自然通風(fēng)形式，以節(jié)約建筑運(yùn)行能源、降低生產(chǎn)成本。因此，如何作好廠房的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)，已成為廠房設(shè)計(jì)急需解決的關(guān)鍵課題。
　　 由自然通風(fēng)熱壓作

2、用的原理可明顯看出，廠房自然通風(fēng)設(shè)計(jì)的原則應(yīng)該是盡量設(shè)法降低中和面的位置。原因有如下兩點(diǎn)：一、中和面的位置低，就意味著由室外進(jìn)入廠房內(nèi)的新鮮空氣，絕大部分或全部都流經(jīng)作業(yè)區(qū)范圍。顯然，這對降低作業(yè)區(qū)溫度、提高作業(yè)區(qū)空氣質(zhì)量，即提高自然通風(fēng)效果，將起著決定性作用。二、中和面的位置越低，排氣口距離中和面的高度值就越大，則排氣壓力就越大。在排氣量一定的前提下，增大排氣壓力就意味著可減小排氣口即天窗開口面積。不言而喻，減小天窗開口面積，必然對減

3、少廠房結(jié)構(gòu)斷面、降低廠房土建工程投資起到較大的作用。由此，我們可以合理的調(diào)整和確定廠房進(jìn)、排氣口位置和面積以及熱源等參數(shù)，使得自然通風(fēng)的效果達(dá)到最優(yōu)，這對廠房的設(shè)計(jì)有著重要的指導(dǎo)意義。
　　 首先，本文采用CFD技術(shù)對某鋼鐵廠房的自然通風(fēng)過程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。采用Realizableκ-ε湍流模型及DO輻射模型對該工業(yè)廠房的流場和溫度場進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)中實(shí)驗(yàn)值的對比吻合很好，驗(yàn)證了本文模型和計(jì)算方法的可靠性。在此

4、基礎(chǔ)上進(jìn)一步對該廠房的熱源分布、天窗進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)對自然通風(fēng)效果的影響做了計(jì)算，結(jié)果表明適當(dāng)?shù)臏p小排風(fēng)口高度以及縮短生產(chǎn)線熱源的間距等能夠在一定程度上改善自然通風(fēng)的效果。
　　 其次，本文以具有典型幾何特征的自然通風(fēng)工業(yè)廠房模型為模擬對象。在其熱源不變的情況下，分別改變進(jìn)風(fēng)口面積、進(jìn)風(fēng)口離地高度、矩形天窗喉部開口面積以及排風(fēng)口面積等建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)，對各計(jì)算工況下的速度場、溫度場進(jìn)行分析，得出了熱分布系數(shù)m的變化規(guī)律，