基于当量组合热源模式和热分层高度的工业厂房(热车间)有组织热压自然通风设计原理与方法

批准号:
51478377
项目类别:
面上项目
资助金额:
83.0 万元
负责人:
李安桂
依托单位:
学科分类:
E0803.建筑物理
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
张莹、张文榕、罗娜、胡志培、苟立、任彤、孟晗、赵夏田
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中文摘要
与普通民用建筑不同,工业厂房(车间)往往会产生大量的热负荷(其热强度可达50-300W/m3)。如何因势利导、充分利用热源的羽流效应诱导实现合理、高效、有组织的热压自然通风气流组织方式、改善生产及工作环境,是一项具有重要工程意义的课题。 本研究旨在通过理论解析、CFD模拟,实验室测试和典型工业厂房现场测试:. (1) 查明工业热源自由及受限热羽流扩散基本模式的流动与换热过程;. (2) 建立当量组合热源模式、无因次热分层高度特征参量及表达式;. (3) 提出工业厂房(热车间)当量组合热源模式的排风温度及通风量设计计算方法; . (4) 推荐高大工业厂房(热车间)有组织热压自然通风合理设计方法。促进我国暖通行业的技术进步。
英文摘要
Project title:Thermal-driven natural ventilation design process for industrial workshops based on the equilent composite heat sources and strification heights Remarkably different from general civil constructions, a large amount of heat is released in the large industrial workshops during the production process. The heat intensity can reach as much as 50-300W/m3. For this kind of plants, natural ventilation thermal-driven is high economic ventilation with high air removal efficiency. With theoretical analysis, CFD simulation, field test of the typical plant workshops, it aims to : (1)identify the characteristics of the air flow and heat transfer, which is induced by the free and the confined thermal plume from the typical heat source; (2)propose the characteristic parameters to express the dimensionless thermal stratification height and equilent composite heat sources; (3) reveal the thermal plume mechanism with equilent composite heat sources and find out the reasonable calculation method of exhaust temperature and air exchange rates ; (4) based on the thermal stratification height and the combination heat source mode, recommend the efficient design method of natural ventilation for the large industrial plants workshops. This research will promote the technology progress of the HVAC field in China.
工业厂房具有生产设备多、体量大及空间宽阔等特点,内部设备形式复杂多样,位置、高度也多有不同,生产过程中散发大量热量,使热压自然通风的精确设计变得十分复杂。本项目以工业厂房建筑热压自然通风为实施对象,建立了不同热源组合工况下无因次热分层高度表达式。通过试验及数值模拟,提出了基于不同热源组合与热分层高度的工业厂房有组织热压自然通风设计方法。. 研究了各类热源(点、面、体热源等)自由及受限羽流扩散的基本模式,及自然通风房间中羽流相互作用情况,确定不同热源组合的归类及判定依据,依据将热源的间距变化将其划分为离散和相近热源。. 针对面源热羽流在不同区域流量计算公式的变化,建立了单一面热驱动自然通风计算式,研究了热分层高度等因素变化情况,并对热分层高度模型有效性进行了验证。基于面源上部热羽流统一计算式,建立了不同直径离散热源组合工况下自然通风计算模型。. 基于等强度离散点热源,建立了距地板高度变化时,室内各参数(热分层高度、排风温度、排风量)理论计算模型,并分析了热分层高度,以及房间高度,风口面积等因素对热压自然通风的影响。. 以相近点热源组合工况为例,提出了相近热源水平间距和距地面距离变化时热分层流动中各参数(热分层高度、排风温度、排风量)的计算表达式,探明了各参数对热压自然通风效果的影响。并分析了热源距侧墙距离和距地面高度等因素对热压自然通风的定量影响。. 最后,归纳提出了基于不同热源组合与热分层高度的高大工业厂房有组织热压自然通风设计原理与方法。阐明了典型工业厂房热压自然通风设计计算步骤,以水电站厂房为例,给出了工业厂房热压自然通风设计方法。
期刊论文列表
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专利列表
DOI:--
发表时间:2016
期刊:西安建筑科技大学学报:自然科学版
影响因子:--
作者:李安桂;刘旺兴;要聪聪;曹雅蕊;尹海国
通讯作者:尹海国
DOI:--
发表时间:2017
期刊:西安建筑科技大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:申健;李安桂;杨长青;张莹;赵玉娇
通讯作者:赵玉娇
Numerical simulation, PIV measurements and analysis of air movement influenced by nozzle jets and heat sources in underground generator hall
地下发电机房喷嘴射流和热源影响空气运动的数值模拟、PIV测量和分析
DOI:10.1016/j.buildenv.2017.12.034
发表时间:2018-03
期刊:Building and Environment
影响因子:7.4
作者:Li AG;Ren T;Yang CQ;Xiong J;Tao PF
通讯作者:Tao PF
Simulating air distribution and occupants' thermal comfort of three ventilation schemes for subway platform
地铁站台三种通风方案空气分布及乘员热舒适度模拟
DOI:10.1016/j.buildenv.2017.08.036
发表时间:2017-11
期刊:Building and Environment
影响因子:7.4
作者:Liu CP;Li AG;Yang CQ;Zhang WR
通讯作者:Zhang WR
Study on natural ventilation driven by a restricted turbulent buoyant plume in an enclosure
围护结构内受限湍流浮力羽流驱动的自然通风研究
DOI:10.1016/j.enbuild.2018.07.048
发表时间:2018-10
期刊:Energy and Buildings
影响因子:6.7
作者:Gao XP;Li AG;Yang CQ
通讯作者:Yang CQ
基于地下隧道(洞室)施工期的粉尘扩散机理与通风控制方法
- 批准号:51978555
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:李安桂
- 依托单位:
基于工业生产过程的粉尘逸散机制与通风控制设计原理及方法
- 批准号:51678469
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:李安桂
- 依托单位:
饮食业厨房空气污染控制与局部机械排风的风量计算方法
- 批准号:51178374
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:李安桂
- 依托单位:
通风空调送∕回风管道的病原微生物污染过程、生态分布特征与控制方法研究
- 批准号:50878177
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:35.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:李安桂
- 依托单位:
基于竖壁贴附射流的空气湖通风模式设计原理
- 批准号:50778145
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:35.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:李安桂
- 依托单位:
通风空调送/回风管道内粒子沉积过程与累积效果定量化评判
- 批准号:50478046
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:李安桂
- 依托单位:
多元通风的模式分析及设计原理研究
- 批准号:50278075
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:21.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:李安桂
- 依托单位:
建筑物通风空调温度效率预测的通用模型研究
- 批准号:59608003
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:13.0万元
- 批准年份:1996
- 负责人:李安桂
- 依托单位:
国内基金
海外基金
