太陽能煙囪輔助教室自然通風(fēng)的研究.pdf

1、教室是一個(gè)特殊的室內(nèi)環(huán)境，是學(xué)生學(xué)習(xí)和生活的主要場所，教室內(nèi)空氣質(zhì)量直接影響學(xué)生的身心健康和學(xué)習(xí)效率。本論文針對(duì)北京地區(qū)中小學(xué)教室夏季通風(fēng)狀況較差的現(xiàn)狀，提出通過太陽能煙囪的抽吸作用促進(jìn)教室自然通風(fēng)方法。以北京地區(qū)的典型教室的狀況為例，通過實(shí)驗(yàn)測量、理論分析、數(shù)值模擬計(jì)算證明了該技術(shù)方法的可行性，并尋求有效改善教室夏季通風(fēng)狀況的最佳煙囪結(jié)構(gòu)。 根據(jù)教學(xué)樓太陽能煙囪的特征，建立了太陽能煙囪的物理模型。對(duì)此模型運(yùn)用CFD模擬軟件FL

2、UENT，選用精確度較高的，帶有浮力修正的k-ε湍流模型，并且采用標(biāo)準(zhǔn)的壁面函數(shù)算法，計(jì)算了溫度場和流場。通過實(shí)驗(yàn)測試，驗(yàn)證了模型選擇和計(jì)算方法的可靠性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)北京地區(qū)典型的四層及五層教學(xué)樓太陽能煙囪進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。在數(shù)值計(jì)算過程中，不斷細(xì)化網(wǎng)格，直到數(shù)值解幾乎不再發(fā)生變化，得到與網(wǎng)格獨(dú)立無關(guān)的解。對(duì)大量的數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)太陽能煙囪的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了建議。推導(dǎo)出了進(jìn)出口環(huán)境不同的太陽能煙囪的風(fēng)量簡便計(jì)算公式，并通過

3、CFD計(jì)算進(jìn)行了驗(yàn)證，為太陽能煙囪的設(shè)計(jì)提供了手段。 模擬結(jié)果表明，每層教室單獨(dú)設(shè)置太陽能煙囪，能夠?qū)崿F(xiàn)最大通風(fēng)量的最佳煙囪尺寸為：煙囪高度為4m，煙囪寬度為0.5m，風(fēng)口高度為0.5m；四層、五層教學(xué)樓多層教室共用一個(gè)煙囪時(shí)，煙囪需高出屋面≥5m時(shí)，煙囪內(nèi)產(chǎn)生的自然通風(fēng)量可以滿足頂層教室的通風(fēng)要求，其它各層教室的通風(fēng)量皆能滿足教室新風(fēng)量要求。并由此得出結(jié)論，對(duì)于多層教學(xué)樓，多層教室共用一個(gè)煙囪時(shí)，每間教室產(chǎn)生的通風(fēng)量基本滿足通