259 橫向氣流和障礙物對(duì)錐面射流作用下吸氣流動(dòng)影響的數(shù)值模擬研究

1、橫向氣流和障礙物對(duì)錐面射流作用下吸氣流動(dòng)影響的數(shù)值模擬研究沈陽(yáng)建筑大學(xué)賈瑜林豹摘要：傳統(tǒng)排風(fēng)罩（接受罩除外）僅以吸氣流作為控制氣流，隨著控制點(diǎn)距離增大氣流吸入速度衰減極快，有效作用距離短。新型的Aaberg排風(fēng)罩以射流作用下吸氣流動(dòng)作為控制氣流，完全克服了傳統(tǒng)排風(fēng)罩的缺點(diǎn)，不但作用距離遠(yuǎn)，且吸氣具有定向性。錐面射流作用下吸氣流動(dòng)，是吹氣流從錐面排風(fēng)罩的喇叭型條縫噴口射出，和吸氣流迭加形成的吸氣流動(dòng)。本文利用CFD對(duì)錐面射流作用下的吸氣流

2、動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，研究了橫向氣流和障礙物對(duì)錐面射流作用下吸氣流動(dòng)的影響。關(guān)鍵詞：Aaberg排風(fēng)罩；錐面射流；吸氣流動(dòng)；數(shù)值模擬0引言Aaberg排風(fēng)罩：在吸風(fēng)口增加一射流裝置，利用射流與吸氣流的新型結(jié)合，形成射流作用下的吸氣流動(dòng)，此氣流控制方式是由丹麥制造商C.P.Aaberg首先提出，故將采用該種控制氣流的排風(fēng)罩稱為Aaberg排風(fēng)罩。在這種新型控制氣流中，整個(gè)控制氣流是以吸氣流為主。射流一方面起到屏蔽作用，使吸氣流控制在一定空間區(qū)域

3、內(nèi)，另一方面射流的卷吸作用在吸氣區(qū)域生成射流誘導(dǎo)流，并與吸風(fēng)口的吸氣流復(fù)合而成Aaberg氣流。Aaberg排風(fēng)罩最顯著的特點(diǎn)是沿著吸風(fēng)口軸線的氣流速度衰減慢，控制距離遠(yuǎn)，吸氣具有定向作用，且排風(fēng)量小，不影響工藝操作。在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常碰到有橫向氣流和各種障礙物的情況，通過(guò)對(duì)橫向風(fēng)速和障礙物對(duì)錐面射流作用下吸氣流動(dòng)影響的研究，對(duì)三維錐面Aaberg排風(fēng)罩在實(shí)際應(yīng)用中有更深入的了解，不但對(duì)污染物的控制與捕集更有效、節(jié)能，而且安裝與操作也很方

4、便。1錐面射流作用下吸氣流動(dòng)的數(shù)值模擬及驗(yàn)證應(yīng)用FLUENT軟件，采用兩方程模型與連續(xù)性方程、動(dòng)量方程組成控制方程??K組，有限體積法對(duì)方程離散，SIMPLE算法，選取少數(shù)工況對(duì)錐面射流作用下吸氣流動(dòng)的速度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，并與實(shí)驗(yàn)方法得到的速度場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算方法的正確性。1.1模擬對(duì)象模擬對(duì)象是一個(gè)錐形Aaberg排風(fēng)罩，計(jì)算區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)半徑1.5m的球體，錐形Aaberg（m3h）數(shù)值模擬方法選擇的是否合理，所得結(jié)果是否正確必

5、須通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。對(duì)各工況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，然后對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的整理與分析，將其與模擬的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證數(shù)值模擬的正確性。1.3.1吸氣流動(dòng)的軸線速度的比較圖11A工況下模擬值和實(shí)驗(yàn)值對(duì)比圖12B工況下模擬值和實(shí)驗(yàn)值對(duì)比圖13C工況下模擬值和實(shí)驗(yàn)值對(duì)比1.3.2臨界射流量比較射流作用下吸氣流動(dòng)的臨界射流速度有上、下兩個(gè)臨界射流速度。本文的錐面射流作用下吸氣流動(dòng)的臨界射流速度取下臨界射流速度。定義為：在錐面Aaberg排風(fēng)罩的定型尺寸