08室内气流组织与风口

第八章

8.1 基本要求

第8章 室内气流组织与风口室内气流组织： ——对室内空气合理流动的组织。 目的与任务： 通过对室内空气流动和分布的有效控制， 使室内工作区空气的温度、湿度、风速和 洁净度，满足设计要求。 影响因素： 风口形式、尺寸、数量和位置； 送风参数(送风温度与速度); 房间形体尺寸； 污染源位置和性质。其中，最主要的是送风口空气射流和参数 的影响。2

室内气流组织 设计的任务 影响空气分布 的因素及最主 要因素

8.1 基本要求

8.1 风口气流流动规律一、送风口空气流动规律 送风口出流的种类： 1.按流态分： 层流、紊流射流 2.按温度状况分： 等温、非等温射流 3.按是否受限分： 自由射流、受限射流 (空调工程常见为非等温受限紊流射流。)

名词概念： 冷射流、热射 流、自由射流、 受限射流、贴 附射流

8.1 基本要求

8.1 风口气流流动规律㈠等温自由射流 1.形成条件： ⑴送风口长宽比小于10; ⑵射流温度与房间空气温度相同； ⑶气流流动不受任何固体壁面限制。 2. 特点： ⑴射流边界与周围气体有动量、质量交 换； ⑵周围空气卷入，射流流量增加，断面 不断扩大； ⑶射流流速因动量交换而不断下降，直 到速度为0,射流消失。

1. 等温自由射流 的流动规律和 特征；

8.1 基本要求

8.1 风口气流流动规律3. 发展过程：

射流起始段和主 体段概念；

射流起始段―射流轴心速度不变的一段长 度； 射流主体段―射流轴心速度开始变化以后 的长度。5

8.1 基本要求

8.1 风口气流流动规律4. 计算 tg 3.4aθ 2 极点

射流起始段和主 体段的概念； 等温自由射流的 流动规律和特征；

Vx dx

⑴射流扩散角θ

以轴线为基准，向周边扩散的角度；⑵射流轴心速度vx ⑶射流横断面直径dx

8.1 基本要求

8.1

vx 0.48 v0 ax 0.147 风口气流流动规律 d0

射流射程长度、 断面直径与射流 出口速度、紊流 系数之间的定性 关系

5. 分析结论 由式(8.1)可知： ⑴射程长度x 与射流出口速度v0 成正比， 与紊流系数a 成反比。 增大射程的措施：提高出口速度v0 ; 或选用紊流系数a 值小的风口。

由表8.1知： 收缩极好的喷口，a =0.066; 圆管，a =0.076。

tgθ=3.4a 8.1 基本要求

dx ax 8.1 风口气流流动规律 ) 6.8( 0.147 d0 d0由扩散角计算式或8.2式知： ⑵射流横断面直径与送风口紊流系数成 正比。 增大射流扩散范围的措施： 选用紊流系数大的风口。 由表8.1知： 活动百叶风口，a =0.16。

射流射程长度、 断面直径与射流 出口速度、紊流 系数之间的定性 关系

8.1 基本要求

8.1 风口气流

流动规律㈡非等温自由射流 射流温度与房间空气温度不同： 冷射流—送风温度低于室内温度； 热射流—送风温度高于室内温度。 特点： ⑴动量和热量交换同时存在； ⑵轴心温度沿射程不断变化； ⑶ 重力与浮力综合作用，轴线产生弯曲： 热射流：向上偏斜； 冷射流：向下偏斜。

非等温自由射流 的流动规律和特 征； 射流出口温度与 射流弯曲方向的 关系

8.1 基本要求

8.1 风口气流流动规律计算： ⑴轴心温差 射流轴心与周围空气温度之差。 ⑵轴心轨迹 由浮升力与惯性力之比的表征参数 ——Ar 所确定： T0>Tn时，有Ar>0,热射流向上弯； T0<Tn时，有Ar<0,冷射流向下弯； T0=Tn时，有Ar=0,为等温射流。当|Ar|<0.001,可近似认为其等于0。

非等温自由射流 的流动规律和特 征； Ar数与送风温 度、射流弯曲方 向的关系Ar gd0 (T0 Tn ) 2 u0 Tn

8.1 基本要求

8.1 风口气流流动规律㈢受限射流 ——射流边界扩展受到房间边壁影响的射 流。 当： 1

受限射流的流动 规律和特征；

Fs

射流受限。 FS ——射流断面面积； FN ——房间横断面面积。

5

FN

8.1 基本要求

8.1 风口气流流动规律㈢受限射流 1. 结构特征 ⑴开始阶段： 按自由射流特性扩散，即断面积和 流量逐渐增加；

受限射流的流动 规律和特征；

8.1 基本要求

8.1 风口气流流动规律⑵第一临界断面： 射流断面积和流量的增加开始变缓时的 断面。 位置在射流断面积占房间断面积的 20~25%处。 I

受限射流的流动 规律和特征；

I

8.1 基本要求

8.1 风口气流流动规律⑶第二临界断面： ——射流断面积和流量达到最大时的断 面。 位置在射流断面积占房间断面积的 40~42%处。 I II

受限射流的流动 规律和特征；

I

II

8.1 基本要求

8.1 风口气流流动规律出口 第一断面： 自由射流； 第一断面 第二断面： 射流的断面积和流量仍然是逐渐增加； 但增加速度变缓。 I II

受限射流的流动 规律和特征；

I

II

8.1 基本要求

8.1 风口气流流动规律第二断面以后： 流量减小，断面逐渐收缩，直到消失。 二断面以前，射流沿途卷吸周围空气； 二断面之后，卷吸作用消失，射流开始 逸出并回返。 I II

受限射流的流动 规律和特征；

I

II