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

1、在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，廠房?jī)?nèi)由于工業(yè)生產(chǎn)會(huì)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(duì)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(duì)工人工作區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)控制，可消除高溫和有害氣體對(duì)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(duì)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(huì)散發(fā)大量熱量，在工人身

2、邊形成高強(qiáng)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?jī)?nèi)部，作用于廠房室內(nèi)空氣環(huán)境。對(duì)于高溫并且具有高強(qiáng)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(lèi)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(shì)，為設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)理論資料，推動(dòng)局部工位送風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)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(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證了數(shù)值

3、模擬的可靠性。
　　本文首先對(duì)分散熱源頂部工位空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)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(jì)參數(shù)對(duì)工位空調(diào)流場(chǎng)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(shí)，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(shí)，速度每增加0.2m/s，對(duì)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(duì)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(shí)，送風(fēng)氣流速度增幅可達(dá)1.8倍，而送風(fēng)速度為0.8m/s時(shí)，速度增幅為1.1倍。當(dāng)送風(fēng)速度達(dá)到0.6m/s時(shí)，繼續(xù)增加送風(fēng)速度，對(duì)于送風(fēng)氣流速度的增加較小，沒(méi)有較好的經(jīng)濟(jì)性。由于送風(fēng)氣流為冷射流，從風(fēng)口射出后有較長(zhǎng)的加速段，所以對(duì)于頂部工位空調(diào)，選擇較大尺寸的送風(fēng)口為佳。其次對(duì)具有集中熱源的頂部工位空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)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(qiáng)度下頂部工位空調(diào)的流場(chǎng)

5、，熱源距人體為0.8m及以上時(shí)，熱源對(duì)工位送風(fēng)流場(chǎng)造成的影響較??；當(dāng)熱源距人體為0.8m以內(nèi)時(shí)，熱源會(huì)對(duì)工位送風(fēng)流場(chǎng)造成較大的影響。熱源強(qiáng)度的差異對(duì)工位送風(fēng)流場(chǎng)的影響較小，當(dāng)熱源溫度相差100℃時(shí)，二者的工位送風(fēng)流場(chǎng)趨勢(shì)一致。最后對(duì)側(cè)送風(fēng)工位空調(diào)系統(tǒng)流場(chǎng)進(jìn)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(duì)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(huì)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