高溫工業(yè)廠房中工位空調(diào)作用下的工位區(qū)流場特性研究.pdf

1、在工業(yè)生產(chǎn)過程中，廠房內(nèi)由于工業(yè)生產(chǎn)會散發(fā)出粉塵、有害氣體、余熱等。局部通風(fēng)是一種節(jié)能的通風(fēng)方式，通常工業(yè)建筑都比較高大，對于工人操作崗位固定的工業(yè)建筑，設(shè)置局部工位送風(fēng)裝置，對工人工作區(qū)進行重點控制，可消除高溫和有害氣體對人體影響，有效改善工作區(qū)的局部微環(huán)境、降低能耗。目前對局部工位送風(fēng)的研究大多集中在民用建筑，而一些工業(yè)建筑中的環(huán)境溫度高于民用建筑；而且在一些工業(yè)建筑中，工人操作的設(shè)備或者正在加工的工件，經(jīng)常會散發(fā)大量熱量，在工人身

2、邊形成高強度熱源。這些熱源有些分布在工作人員附近，直接影響工位區(qū)的空氣環(huán)境，有些分散在廠房內(nèi)部，作用于廠房室內(nèi)空氣環(huán)境。對于高溫并且具有高強度熱源的工業(yè)建筑中的局部工位送風(fēng)系統(tǒng)的研究較少，限制了局部工位送風(fēng)系統(tǒng)在此類工業(yè)建筑中的應(yīng)用。為能有效地發(fā)揮局部工位送風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)勢，為設(shè)計人員提供設(shè)計理論資料，推動局部工位送風(fēng)系統(tǒng)的進一步推廣應(yīng)用，本文采用數(shù)值模擬的方法，研究了影響工作區(qū)局部微環(huán)境各主要影響因素及其作用規(guī)律，并通過實驗測試驗證了數(shù)值

3、模擬的可靠性。
　　本文首先對分散熱源頂部工位空調(diào)系統(tǒng)進行了模擬研究，從工位空調(diào)送風(fēng)速度、送風(fēng)溫度、風(fēng)口尺寸等因素模擬分析了各送風(fēng)設(shè)計參數(shù)對工位空調(diào)流場特性的影響。得出了頂部工位空調(diào)在送風(fēng)溫度為293k、送風(fēng)距離為1.1m、送風(fēng)口尺寸為m0.3m?0.3時，送風(fēng)速度最佳為0.8m/s；當(dāng)送風(fēng)速度從0.4m/s增加到1.0m/s時，速度每增加0.2m/s，對于工位送風(fēng)氣流速度的增加并不是均勻的，從0.4m/s增加到0.6m/s，對于

4、送風(fēng)氣流速度的增幅最大。當(dāng)送風(fēng)速度為0.4m/s時，送風(fēng)氣流速度增幅可達1.8倍，而送風(fēng)速度為0.8m/s時，速度增幅為1.1倍。當(dāng)送風(fēng)速度達到0.6m/s時，繼續(xù)增加送風(fēng)速度，對于送風(fēng)氣流速度的增加較小，沒有較好的經(jīng)濟性。由于送風(fēng)氣流為冷射流，從風(fēng)口射出后有較長的加速段，所以對于頂部工位空調(diào)，選擇較大尺寸的送風(fēng)口為佳。其次對具有集中熱源的頂部工位空調(diào)系統(tǒng)進行研究，模擬分析了不同送風(fēng)速度、送風(fēng)溫度、熱源距離、熱源強度下頂部工位空調(diào)的流場

5、，熱源距人體為0.8m及以上時，熱源對工位送風(fēng)流場造成的影響較??；當(dāng)熱源距人體為0.8m以內(nèi)時，熱源會對工位送風(fēng)流場造成較大的影響。熱源強度的差異對工位送風(fēng)流場的影響較小，當(dāng)熱源溫度相差100℃時，二者的工位送風(fēng)流場趨勢一致。最后對側(cè)送風(fēng)工位空調(diào)系統(tǒng)流場進行了模擬研究，相比于頂部送風(fēng)系統(tǒng)，側(cè)送風(fēng)系統(tǒng)對于工作區(qū)的控制部分較少，并且在水平方向和豎直方向上，在人體上下部分以及身體兩側(cè)，會形成較大的溫度、速度、濃度差異。側(cè)送風(fēng)風(fēng)口尺寸的大小決定