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碰撞射流通風(fēng)系統(tǒng)熱風(fēng)輸運(yùn)距離影響因素的分析

2015-08-24 09:04:48陳新秋亢燕銘
關(guān)鍵詞:熱風(fēng)浮力溫差

陳新秋, 鐘 珂, 朱 輝, 亢燕銘

(東華大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 上海 201620)

碰撞射流通風(fēng)系統(tǒng)熱風(fēng)輸運(yùn)距離影響因素的分析

陳新秋, 鐘珂, 朱輝, 亢燕銘

(東華大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 上海 201620)

當(dāng)碰撞射流通風(fēng)系統(tǒng)用于熱風(fēng)供暖時(shí),熱風(fēng)輸運(yùn)距離直接影響末端設(shè)計(jì)和供暖能量利用率.該距離與送風(fēng)速度、送風(fēng)溫差及送風(fēng)口高度因素有關(guān).在計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)基礎(chǔ)上,利用響應(yīng)面分析法(RSM),得到了熱風(fēng)輸運(yùn)距離與其主要影響因素之間的函數(shù)關(guān)系.通過對(duì)各影響因素的權(quán)重分析可知,送風(fēng)溫度和送風(fēng)速度是影響熱風(fēng)輸運(yùn)距離的主要因素,而送風(fēng)口高度的影響相對(duì)較弱.

碰撞射流通風(fēng)系統(tǒng); 熱風(fēng)供暖; 熱風(fēng)輸運(yùn)距離; 響應(yīng)面分析法(RSM)

碰撞射流通風(fēng)系統(tǒng)(impinging jet ventilation system, IJVS)以較高的送風(fēng)速度將氣體射向地面,氣體碰撞地面后向四周擴(kuò)散,氣流速度迅速衰減但仍然有足夠大的速度來達(dá)到一定的擴(kuò)散距離(一般在幾米左右).這種送風(fēng)方式在供冷時(shí)具有與置換通風(fēng)相似的氣流形態(tài),可以同時(shí)滿足節(jié)能與良好空氣品質(zhì)的要求.同時(shí),IJVS還可以克服置換通風(fēng)不能用于供暖的缺點(diǎn),其較高的送風(fēng)速度可以阻止熱氣流上升太快,與混合通風(fēng)方式類似,可以實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)與室內(nèi)空氣充分混合[1-5].

冷、熱氣流在輸運(yùn)過程中,均會(huì)受到浮力和慣性力的共同作用.冷氣流受到的浮力方向朝下,由于地面對(duì)氣流的約束作用,浮力對(duì)氣流運(yùn)動(dòng)軌跡的影響可以忽略不計(jì),故冷氣流運(yùn)動(dòng)軌跡與等溫氣流的特征基本相同.熱氣流受到的浮力方向朝上,送風(fēng)氣流在上方無限制的情況下,會(huì)在浮力作用下脫離地面向上運(yùn)動(dòng).因此,送風(fēng)輸運(yùn)距離L遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于供冷工況,這將影響到IJVS在實(shí)際中的應(yīng)用效果.

IJVS送熱風(fēng)時(shí)氣流的運(yùn)動(dòng)特性與等溫及冷氣流的運(yùn)動(dòng)特性完全不同,而現(xiàn)有的研究主要集中在等溫氣流和冷氣流方面[1-2, 5-6],關(guān)于熱氣流的特性尚無文獻(xiàn)涉及.另外,雖然有很多關(guān)于IJVS室內(nèi)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)和熱舒適性的研究[3,7-8],但大部分研究只是對(duì)單一參數(shù)進(jìn)行研究,僅少數(shù)文獻(xiàn)研究了兩個(gè)或更多參數(shù)同時(shí)改變對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響[7].

在實(shí)際應(yīng)用中,為了獲得更好的室內(nèi)空氣環(huán)境和最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案,需要了解多影響因素對(duì)IJVS送風(fēng)輸運(yùn)距離的共同作用效果,以及各影響因素的重要水平.文獻(xiàn)[9-10]利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法——響應(yīng)面分析法(RSM)對(duì)多因素共同作用效果進(jìn)行了探討,通過指定輸出變量,根據(jù)響應(yīng)變量的預(yù)測(cè)模型得到系統(tǒng)的優(yōu)化方案.文獻(xiàn)[7]利用RSM和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)數(shù)值模擬,研究了供冷工況下IJVS對(duì)人員熱舒適的影響.

供暖時(shí)系統(tǒng)易出現(xiàn)碰撞熱射流送風(fēng)輸運(yùn)距離過小的現(xiàn)象,導(dǎo)致供暖氣流無法到達(dá)室內(nèi)某些區(qū)域,不能滿足整個(gè)房間的熱舒適性要求.因此,碰撞射流在供暖時(shí)的送風(fēng)輸運(yùn)距離是IJVS設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)之一.影響IJVS送風(fēng)輸運(yùn)距離的主要因素包括送風(fēng)速度、送風(fēng)溫差和送風(fēng)口高度[1].本文將采用RSM和CFD數(shù)值計(jì)算方法,分析多因素對(duì)IJVS供暖氣流的送風(fēng)輸運(yùn)距離的影響,為優(yōu)化IJVS的供暖送風(fēng)參數(shù)提供理論依據(jù).

1 響應(yīng)面分析法與數(shù)值計(jì)算模型

1.1響應(yīng)面分析法

本文利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的技術(shù)方法——響應(yīng)面分析法[11],將IJVS中熱風(fēng)輸運(yùn)距離L作為多個(gè)相關(guān)變量(送風(fēng)速度、送風(fēng)溫差和送風(fēng)口高度)的響應(yīng)函數(shù)[1].依據(jù)數(shù)值模擬數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型,得到熱風(fēng)輸運(yùn)距離L與其主要影響因素的函數(shù)關(guān)系.函數(shù)關(guān)系的通式如式(1)所示.

(1)

其中:f為未知的響應(yīng)函數(shù);x1,x2…,xn為獨(dú)立變量,也稱自變量,其單位為物理量單位;n為獨(dú)立變量的數(shù)目;e為誤差項(xiàng),代表測(cè)量誤差以及不包含在f內(nèi)的其他可變性因素.通常,誤差項(xiàng)e在零附近隨機(jī)波動(dòng).

f為二階函數(shù),響應(yīng)估計(jì)量Y與輸入變量xn的關(guān)系接近如下方程:

(2)

其中:Xi為因素xi的編碼,編碼單元xi的高水平、低水平和平均值分別為XiH=1,XiL=-1,XiM=0;β0為模型攔截系數(shù);βi,βii和βij分別為線性回歸系數(shù)、二次系數(shù)及相互作用項(xiàng).計(jì)算誤差與回歸模型和數(shù)據(jù)的擬合程度有關(guān)[9-10].

對(duì)于RSM而言,最重要的是挑選樣本點(diǎn),樣本點(diǎn)用于二次模型的回歸,對(duì)二次模型正確與否起著舉足輕重的作用.若采用完全析因試驗(yàn),模型回歸所需樣本點(diǎn)過多,如測(cè)定3個(gè)影響因素,每個(gè)因素有3個(gè)水平(底部、中部、上部),則所需要的樣本點(diǎn)數(shù)為33=27.Box-Behnken設(shè)計(jì)方法[12]與完全析因試驗(yàn)相比,可以大幅度減少樣本點(diǎn).為此,本文采用Box-Behnken法獲得樣本點(diǎn)數(shù)據(jù),繼而由最小二乘法回歸得出式(2)的系數(shù)值.

影響熱風(fēng)輸運(yùn)距離響應(yīng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù):送風(fēng)速度(v)、送風(fēng)溫差(Δt)和送風(fēng)口高度(h).在碰撞射流通風(fēng)中,由于送風(fēng)直接進(jìn)入人體所在空間,通常供冷時(shí)送風(fēng)溫差應(yīng)控制在3 ℃以內(nèi).原則上冬季工況與夏季工況送風(fēng)量基本相等.由于室內(nèi)存在熱源,多數(shù)情況下冬季熱負(fù)荷低于夏季冷負(fù)荷,故冬季送風(fēng)溫差一般不大于夏季.因此,本文供暖時(shí)送風(fēng)溫差取1~3 ℃.已有研究[1-3, 5-7]建議h為0.3~0.9 m,送風(fēng)速度為1.0~2.0 m/s.試驗(yàn)過程中,每個(gè)獨(dú)立參數(shù)都設(shè)置3個(gè)水平,即低水平(-1)、中心水平(0)和高水平(1).用自變量xΔt,xv,xh表示設(shè)計(jì)參數(shù)Δt、v和h,則相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)參數(shù)為XΔt,Xv,Xh.各獨(dú)立變量及其對(duì)應(yīng)水平取值如表1所示.

表1 獨(dú)立變量對(duì)應(yīng)的水平Table 1 The levels of the independent variables

1.2計(jì)算物理模型和數(shù)值計(jì)算方法

文獻(xiàn)[5]的研究結(jié)果表明,IJVS用于大空間時(shí)優(yōu)勢(shì)更加顯著,這種情況下送風(fēng)氣流幾乎不受墻體等建筑構(gòu)件的影響.文獻(xiàn)[6]指出墻體等限制因素會(huì)影響氣流流動(dòng)狀態(tài).為了得到碰撞熱射流在不受房間限制時(shí)沿地面的擴(kuò)散情況,需要在一個(gè)足夠大的空間內(nèi)進(jìn)行氣流和溫度分布的模擬計(jì)算.為此,本文選擇模擬的房間幾何尺寸為20 m×20 m×9 m.僅在房間中心處設(shè)有圍繞柱子布置的送風(fēng)管,見圖1(a),風(fēng)口尺寸見圖1(b).

(a) 透視圖

(b) 風(fēng)口橫截面

室內(nèi)熱源對(duì)氣流速度和溫度分布的影響很小[13],因此,本文在模擬中不考慮室內(nèi)熱源的影響.因?yàn)橥寥谰哂袦囟妊舆t效應(yīng),同時(shí)室內(nèi)地面層設(shè)有保溫層,地面熱損失很小,因此,在計(jì)算中地面邊界條件設(shè)為絕熱.所有四周墻面均設(shè)為對(duì)稱面,以模擬大空間的情況.定義房間熱損失來自屋頂.空調(diào)房間通常保持室內(nèi)正壓,因此,模擬中不考慮冷風(fēng)滲透造成的熱損失.

模擬過程中,保證室內(nèi)2 m以下空間的平均溫度為20 ℃.由于實(shí)體屋頂較玻璃屋頂更常見,故本文針對(duì)實(shí)體屋頂建筑進(jìn)行模擬.依據(jù)文獻(xiàn)[14],實(shí)體屋頂?shù)钠骄鶄鳠嵯禂?shù)應(yīng)不小于1.0 W/(m2·K),冬季室內(nèi)外常見溫差為10~30 ℃,因此,模擬計(jì)算中,屋頂?shù)臒釗p失強(qiáng)度范圍設(shè)為10~30 W/m2.

使用四面體網(wǎng)格劃分物理模型,對(duì)送、回風(fēng)口和墻體附近區(qū)域采用網(wǎng)格加密處理.室內(nèi)空氣設(shè)為三維連續(xù)不可壓縮流體,假設(shè)流體的屬性不變.由于供熱時(shí)氣流受熱浮力影響較大,文獻(xiàn)[15]指出,當(dāng)溫差小于30 ℃,可以采用Boussinesq 近似模擬浮力作用,故本文空氣密度采用Boussinesq 近似模擬.使用CFD軟件Fluent 6.3.2求解三維N-S方程和連續(xù)性方程.通過RNGκ-ε模型實(shí)現(xiàn)封閉,近壁模型使用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù).數(shù)值計(jì)算中,控制方程的離散化選用二階迎風(fēng)格式,求解采用SIMPLE算法.所有固體表面均設(shè)為無滲透和無滑移條件.送風(fēng)口設(shè)為velocity-inlet 類型,回風(fēng)口定義為outflow.

1.3數(shù)值計(jì)算方法的檢驗(yàn)

文獻(xiàn)[1]對(duì)于送風(fēng)口高度h=0.95 m的IJVS的氣流速度進(jìn)行了測(cè)量,從碰撞點(diǎn)的3個(gè)角度和不同的距離設(shè)置了12個(gè)測(cè)速點(diǎn),測(cè)得每個(gè)點(diǎn)的平均速度,如表2所示.本文利用數(shù)值計(jì)算模型模擬了該試驗(yàn)工況,得出兩者的對(duì)比結(jié)果如表2所示.由表2可以看出,試驗(yàn)結(jié)果和模擬結(jié)果吻合較好,表明本文的數(shù)值計(jì)算方法可用于隨后的模擬.

表2 試驗(yàn)值與模擬值對(duì)比Table 2 Comparison of the calculated results and experimental data

2 分析與討論

2.1IJVS送風(fēng)熱氣流的擴(kuò)散特征

兩種不同工況時(shí)房間中心剖面(y=10 m)上送風(fēng)氣流的流線和溫度分布圖如圖2所示.由圖2可以看出,送風(fēng)氣流沿地面擴(kuò)散一定距離后,在熱浮力作用下開始向上運(yùn)動(dòng).比較圖2(a)和2(b)可以看出,送風(fēng)溫差越小、送風(fēng)速度越大,送風(fēng)氣流脫離地面的位置離出風(fēng)口越遠(yuǎn).這是因?yàn)闇夭钶^小且送風(fēng)速度較大時(shí),熱浮力相對(duì)慣性力作用較弱,使得送風(fēng)射流沿地面輸運(yùn)距離較遠(yuǎn).較低的送風(fēng)溫差和較高的送風(fēng)速度使室內(nèi)空氣混合更充分,溫度更均勻.

(a)v=1.0 m/s,Δt=3 ℃

(b)v=1.5 m/s,Δt=2 ℃

v=2.0 m/s,Δt=3 ℃時(shí),離地面高0.1 m平面(z=0.1 m)上氣流速度與溫度分布圖如圖3所示.由圖3可以看出,送風(fēng)口附近送風(fēng)熱氣流由于慣性力作用向四周擴(kuò)散,同時(shí)有大量冷空氣流向送風(fēng)口,兩部分氣流在某一位置相遇后,送風(fēng)熱氣流在熱浮力的作用下向上流動(dòng).熱氣流在風(fēng)口中心軸線方向的輸運(yùn)距離最大,本文將該距離定義為送風(fēng)氣流沿地面輸運(yùn)距離.

圖3 v=2.0 m/s,Δt =3 ℃時(shí)氣流速度與溫度在z=0.1 m平面的分布Fig.3 Airflow velocity and temperature distribution of the z=0.1 m at v=2.0 m/s and Δt=3 ℃

腳踝高度(即z=0.1 m平面)處為人體最敏感部位,為此,當(dāng)送風(fēng)口高度為0.6 m、送風(fēng)溫差為3 ℃ 時(shí),不同送風(fēng)速度下,空氣溫度和氣流速度沿直線1(z=0.1 m平面與y=10 m平面的交線,如圖1(a) 所示)的變化曲線如圖4所示.由圖4可知,在相同的送風(fēng)溫差情況下,不同送風(fēng)速度下的氣流速度衰減曲線基本呈平行關(guān)系,表明氣流速度隨距離的衰減率與送風(fēng)速度關(guān)系不大.另外,由圖4還可以看到,送風(fēng)速度越大,氣流速度衰減到接近0前所經(jīng)歷的距離越大,即熱風(fēng)水平輸運(yùn)距離越大.同時(shí)由溫度衰減曲線還可以看到,氣流速度衰減至接近0的位置恰好是溫度發(fā)生突變的位置,顯然送風(fēng)速度對(duì)熱氣流沿地面擴(kuò)散距離有明顯的影響.

圖4 Δt=3 ℃時(shí)近地面溫度和氣流速度的變化曲線Fig.4 The change curves of airflow velocity and temperature in the surface layer at Δt=3 ℃

當(dāng)送風(fēng)口高度為0.6 m、送風(fēng)速度為2 m/s時(shí),不同送風(fēng)溫差條件下空氣溫度和氣流速度沿x軸的變化曲線如圖5所示.由圖5可以看出,送風(fēng)溫差對(duì)送風(fēng)口附近的氣流速度沒有影響,因?yàn)樗惋L(fēng)口附近氣流處于慣性力的完全控制下.但隨著與送風(fēng)口距離的增大,慣性力減小,送風(fēng)溫差對(duì)氣流產(chǎn)生的浮力作用逐漸明顯,當(dāng)送風(fēng)慣性力相對(duì)于浮力很微弱時(shí),熱氣流上浮,導(dǎo)致近地面氣流速度迅速降低,此處空氣溫度也驟降.顯然送風(fēng)溫差越大,溫度突變現(xiàn)象越明顯,熱氣流沿地面輸運(yùn)距離越小.

圖5 v=2.0 m/s時(shí)溫度和氣流速度的變化曲線Fig.5 The change curves of airflow velocity and temperature at v=2.0 m/s

當(dāng)送風(fēng)溫差為3 ℃、送風(fēng)速度為2 m/s時(shí),不同送風(fēng)口高度對(duì)應(yīng)的空氣溫度和氣流速度衰減曲線如圖6所示.由圖6可以看出,送風(fēng)口高度越小,熱空氣沿地面擴(kuò)散的距離越遠(yuǎn),越有利于熱氣流克服熱浮力作用.原因是較低的噴射高度可以使送風(fēng)動(dòng)量到達(dá)地面時(shí)保持較大的保留量,使得熱氣流的慣性控制范圍增大.

圖6 Δt=3 ℃,v=2.0 m/s時(shí)近地面溫度和氣流速度的變化曲線Fig.6 The change curves of airflow velocity and temperature in the surface layer at Δt=3 ℃ and v=2.0 m/s

2.2影響因素重要性分析

為得到送風(fēng)溫差(Δt)、送風(fēng)速度(v)和送風(fēng)口高度(h)3因素對(duì)IJVS送風(fēng)熱氣流擴(kuò)散過程的綜合影響效果,采用CFD軟件模擬了15種不同工況下氣流的送風(fēng)輸運(yùn)距離,模擬結(jié)果如表3所示.

表3 不同模擬條件下的送風(fēng)輸運(yùn)距離Table 3 The diffusion distances under different simulation parameters

由表3可以看出,送風(fēng)溫差、送風(fēng)速度和送風(fēng)口高度對(duì)IJVS送風(fēng)氣流的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均有明顯影響.為了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,需要了解各影響因素的重要性水平.為此,本文利用Minitab 16.1軟件,采用響應(yīng)面模型,得出L與3個(gè)自變量間的關(guān)系.

根據(jù)表3的數(shù)據(jù),以所有項(xiàng)的二次模型(全二次模型)為基本函數(shù),可以得到預(yù)測(cè)熱風(fēng)輸運(yùn)距離L的數(shù)學(xué)模型如式(3)所示.

XL=5.94-0.496 2Xh+1.677 5Xv-1.526 3XΔt+

0.230 0Xh·Xv-0.152 5Xh·XΔt-0.230 0Xv·XΔt

(3)

為了提高式(3)的精度,需要對(duì)式(3)中各項(xiàng)的置信度進(jìn)行分析.表4列出了依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)參數(shù)Xi得到的P值和回歸系數(shù).

P值表明了式(3)中各項(xiàng)的置信度.當(dāng)某項(xiàng)P<0.1,則意味著該項(xiàng)作為顯著影響項(xiàng)的置信水平大于90%;P> 0.1的項(xiàng)被視作影響不顯著項(xiàng),可以從二次模型中移除.其中考慮到速度平方項(xiàng)的P值(0.126) 接近0.1,增加速度二次方項(xiàng)并沒有使計(jì)算式顯得冗余,且計(jì)算式精度也相對(duì)更高.因此式(4)中保留了Xv2項(xiàng).重復(fù)移去不顯著項(xiàng)直至模型(3)中剩余所有項(xiàng)都具有相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,最終得出L的高精度表達(dá)式如式(4)所示.

(4)

表4 送風(fēng)口高度、送風(fēng)溫差、送風(fēng)速度對(duì)L的響應(yīng)面回歸分析Table 4 Response surface regression ofLversus discharge height, supply air temperature and supply airflow rate

由復(fù)相關(guān)系數(shù)R-Sq和修正的復(fù)相關(guān)系數(shù)R-Sq (adj)可以確定方程模型的回歸效果,通過比較R-Sq 與R-Sq(adj)的差值,可以判斷擬合式中是否還存在可以進(jìn)一步刪除的不重要參數(shù).R-Sq和R-Sq (adj)的詳細(xì)信息見文獻(xiàn)[11].R-Sq和R-Sq (adj)在0~1之間變化,越接近1,說明模型準(zhǔn)確度越高. 由Minitab16.1軟件,相應(yīng)地可得式(4)的R-Sq為95.47%,R-Sq(adj)為90.31%,二者數(shù)值接近且都接近1,說明式(4)的擬合效果好,且已經(jīng)達(dá)到了最簡(jiǎn)化程度.

可以通過檢查式(4)中各變量的系數(shù)值,評(píng)估設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)IJVS送風(fēng)氣流沿地面輸運(yùn)距離L影響的相對(duì)重要性水平.系數(shù)的量級(jí)越大,其相應(yīng)設(shè)計(jì)參數(shù)的影響也就越大.由式(4)可以看出,送風(fēng)溫差與L呈線性負(fù)相關(guān),即隨著送風(fēng)溫差的增大,L減??;送風(fēng)速度一次項(xiàng)為正,二次項(xiàng)系數(shù)為負(fù),綜合作用的結(jié)果是L隨著送風(fēng)速度的增大而增大,但增大的幅度隨著送風(fēng)速度的增大而減小,在本文所取的常規(guī)送風(fēng)參數(shù)范圍內(nèi),送風(fēng)速度的重要性水平略高于送風(fēng)溫差;送風(fēng)口高度對(duì)L的影響也是二次函數(shù)關(guān)系,且送風(fēng)口高度一次項(xiàng)為負(fù),二次項(xiàng)系數(shù)為正,則當(dāng)其余參數(shù)一定時(shí),L與送風(fēng)口高度的關(guān)系為開口向上的二次拋物線關(guān)系,且處于拋物線對(duì)稱軸的左側(cè),即隨著送風(fēng)口高度增加,L減小,但受影響程度逐步減弱.總體而言,送風(fēng)口高度對(duì)L的影響相對(duì)較弱,其重要性水平僅為送風(fēng)溫差和送風(fēng)速度的1/4.因此,在IJVS的設(shè)計(jì)中,確定恰當(dāng)?shù)乃惋L(fēng)參數(shù)是至關(guān)重要的.送風(fēng)口高度對(duì)送風(fēng)氣流擴(kuò)散過程有影響,但僅起到對(duì)熱風(fēng)輸運(yùn)距離L的調(diào)節(jié)作用.

3 結(jié) 論

本文在CFD模擬計(jì)算的基礎(chǔ)上,分析碰撞射流通風(fēng)系統(tǒng)中送風(fēng)溫差、送風(fēng)速度和送風(fēng)口高度對(duì)熱風(fēng)沿地面擴(kuò)散距離的影響,并利用響應(yīng)面分析法,得到了熱風(fēng)輸運(yùn)距離L與其主要影響因素的函數(shù)關(guān)系.可以得到以下結(jié)論:

(1) 送風(fēng)溫差、送風(fēng)速度和送風(fēng)口高度均對(duì)IJVS熱風(fēng)沿地面輸運(yùn)距離有明顯的影響,送風(fēng)溫差和送風(fēng)口高度越小,送風(fēng)速度越大,熱風(fēng)輸運(yùn)距離就越大;

(2) 本文擬合結(jié)果的復(fù)相關(guān)系數(shù)高達(dá)95.47%,表明響應(yīng)面分析法能夠適用于分析IJVS氣流擴(kuò)散特征.利用響應(yīng)面分析法對(duì)上述影響因素進(jìn)行的重要性水平分析結(jié)果表明,送風(fēng)溫差和送風(fēng)速度對(duì)L有顯著的影響,而送風(fēng)口高度對(duì)L的影響相對(duì)較弱,僅能起到對(duì)熱風(fēng)輸運(yùn)距離L的調(diào)節(jié)作用.

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Analysis of Influencing Factors to Warm Air Transport Distance in Impinging Jet Ventilation System

CHENXin-qiu,ZHONGKe,ZHUHui,KANGYan-ming

(School of Environmental Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China)

When impinging jet ventilation system (IJVS) is used for warm air heating, warm air transport distances (L) directly affect the terminal device design and energy utilization. The distances are related to multiple factors, such as supply airflow rate, supply air temperature and discharge height. Based on the computational fluent dynamics(CFD), response surface methodology (RSM) is used to develop an adequate functional relationship betweenLand its influencing factors. After analyzing the weight of each factor, it can be concluded that supply airflow rate and supply air temperature have a major impact on the warm air transport distances. However, the effect of discharge height is relatively insignificant.

impinging jet ventilation system; warm air heating; warm air transport distance; response surface methodology (RSM)

1671-0444(2015)06-0814-07

2013-12-16

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目 (51278094);上海市教委科研創(chuàng)新重點(diǎn)資助項(xiàng)目 (13ZZ054)

陳新秋(1989—),女,河南洛陽人,碩士研究生,研究方向?yàn)槭覂?nèi)空氣品質(zhì). E-mail:1051557328@qq.com

鐘珂(聯(lián)系人),女,教授,E-mail:zhongkeyx@dhu.edu.cn

TU 831.3

A

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