空气调节空调房间的气流组织

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1、返回首页返回首页本章重点：本章重点： 了解和掌握空调房间室内空间的了解和掌握空调房间室内空间的 空气分布规律空气分布规律 不同的空气分布方式和设计方法不同的空气分布方式和设计方法 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 送风射流的流动规律送风射流的流动规律 第三节第三节 排（回）风口的气流流动排（回）风口的气流流动 第四节第四节 送、回风口形式送、回风口形式 第五节第五节 气流组织形式气流组织形式 第六节第六节 房间气流分布的计算房间气流分布的计算 第七节第七节 气流分布性能的评价气流分布性能的评价 第八节第八节 风道设计风道设计返回首页返回首页第一节第一节 概述概述 经过空调系统处理的空气，经

2、经过空调系统处理的空气，经送风口送风口进入空调房间与室内进入空调房间与室内空气进行热质交换后由空气进行热质交换后由回风口回风口排出排出 上述过程必然引起室内空气的流动，形成某种形式的上述过程必然引起室内空气的流动，形成某种形式的气流气流流型和速度场流型和速度场 不同的恒温精度、洁净度和不同使用要求的空调房间，也不同的恒温精度、洁净度和不同使用要求的空调房间，也要求不同形式的气流流型和速度场要求不同形式的气流流型和速度场 空调空间内的空调空间内的空气分布影响因素空气分布影响因素 如何合理的分布气流如何合理的分布气流？ 综合考虑影响空气分布的因素综合考虑影响空气分布的因素 将实际过程中具体条件的多

3、样性与理论计算相结合来确将实际过程中具体条件的多样性与理论计算相结合来确 定室内空气的分布定室内空气的分布 籍助现场调试以达到预期的效果籍助现场调试以达到预期的效果返回首页返回首页各种类型的送回风口各种类型的送回风口返回首页返回首页返回气流流型和速度场气流流型和速度场返回首页返回首页返回空气分布影响因素空气分布影响因素 送风口的型式、数量、位置送风口的型式、数量、位置 排（回）风口的位置排（回）风口的位置 送风参数：送风温差、送风口速度送风参数：送风温差、送风口速度 风口尺寸风口尺寸 空调房间的几何尺寸空调房间的几何尺寸 室内污染源的位置和性质室内污染源的位置和性质返回首页返回首页返回第二节第

4、二节 送风射流的流动规律送风射流的流动规律 射流的分类：射流的分类： 根据流动状态分：根据流动状态分： 层流射流和紊流射流层流射流和紊流射流 根据射流与周围流体的温度状态分：根据射流与周围流体的温度状态分： 等温射流与非等温射流等温射流与非等温射流 按射流流动过程是否受到按射流流动过程是否受到周界表面的限制分：周界表面的限制分： 自由射流和受限射流自由射流和受限射流返回首页返回首页第二节第二节 送风射流的流动规律送风射流的流动规律一、自由射流一、自由射流 在空调中主要是应用主体段在空调中主要是应用主体段，其射流轴心速度的衰减式其射流轴心速度的衰减式： 或或 公式推导公式推导 当射流温度与周围空

5、气温度不同，具有一定的温差时，轴当射流温度与周围空气温度不同，具有一定的温差时，轴心温度计算式：心温度计算式：二、受限射流二、受限射流 link 贴附集中射流贴附集中射流 贴附扁射流贴附扁射流 非等温贴附射流非等温贴附射流 射流的几何特征系数及贴附长度射流的几何特征系数及贴附长度三、平行射流的叠加三、平行射流的叠加 link返回首页返回首页xmduux00 xFmuux01000011073. 073. 0uuTTxFnxmTTxxx射流轴心速度的衰减公式射流轴心速度的衰减公式射流主体段轴心速度的衰减规律的经典公式：射流主体段轴心速度的衰减规律的经典公式：以风口作为起点则上式为：以风口作为起点

6、则上式为：忽略极点到风口的距离，有忽略极点到风口的距离，有d0由由F0表示则表示则 代入得：代入得：145. 048. 000daxuux返回首页返回首页xdadaxuux00048. 048. 0 xmdmdxuux00048. 048. 0代入上式则由dxmdax48. 00 xFmuux0013. 1返回自由射流0013. 1Fd 000048. 0daxuux层流射流和紊流射流层流射流和紊流射流返回首页返回首页返回等温射流与非等温射流等温射流与非等温射流返回首页返回首页返回自由射流和受限射流自由射流和受限射流返回首页返回首页返回受限射流受限射流返回首页返回首页返回返回射流分类贴附射流贴

7、附射流 贴附射流是一个具有两倍贴附射流是一个具有两倍F0出口射流的一半，风速衰出口射流的一半，风速衰减的计算式：减的计算式： 贴附扁射流：贴附扁射流： 非等温贴附射流非等温贴附射流 几何特性系数：几何特性系数： 贴附长度：贴附长度：xFmuux0102返回首页返回首页xbmuux0102320140104201001)(6 . 945. 5）（扁射流：）（集中射流：TnumbZTnFumZkZxkZxllexp5 . 0exp5 . 0扁射流：集中射流：返回平行射流的叠加平行射流的叠加 两个相同的射流，平行地在同一高度射出，当两射流两个相同的射流，平行地在同一高度射出，当两射流 边界相交后，则

8、产生相互叠加，形成重合流动边界相交后，则产生相互叠加，形成重合流动. 对于单股射流的速度分布表达式：对于单股射流的速度分布表达式： 两个相同射流相互作用形成的两个相同射流相互作用形成的 流速：流速： 由此导出某一射流的轴心速度由此导出某一射流的轴心速度 在另一相同平行射流作用下的在另一相同平行射流作用下的 计算式：计算式：201021expcxrxFmuu返回首页返回首页22212uuu212001exp1cxrxFumux返回第三节第三节 排排( (回回) )风口的气流流动风口的气流流动 汇流的规律性汇流的规律性 距汇流不同距离的各等速球面上的流量相等距汇流不同距离的各等速球面上的流量相等

9、随着离开汇点距离的增大，流速呈二次方衰减随着离开汇点距离的增大，流速呈二次方衰减 排风口的流速分布排风口的流速分布 实际排实际排(回回) ：风口的速度衰减在风口边长比：风口的速度衰减在风口边长比0.15m返回首页返回首页侧送风口侧送风口返回首页返回首页 散流器散流器返回首页返回首页 孔板送风口孔板送风口返回首页返回首页喷射式送风口喷射式送风口返回首页返回首页旋流送风口旋流送风口返回首页返回首页 返回第五节第五节 气流组织形式气流组织形式一一、侧送侧回侧送侧回 侧送风口布置在房间的侧墙上部侧送风口布置在房间的侧墙上部，根据房间的跨度布置成根据房间的跨度布置成 单侧送单侧回单侧送单侧回 双侧送双侧

10、回双侧送双侧回 二二、上送下回上送下回 由空间上部送入空气，由下部排出由空间上部送入空气，由下部排出三三、上送上回上送上回 送排风口均布置于空间上部送排风口均布置于空间上部四四、下送上回下送上回 送风口布置在下部，回风口布置在上部送风口布置在下部，回风口布置在上部五五、中送上、下回中送上、下回中部送风下部回风中部送风下部回风 中部送风下部上部同时回风中部送风下部上部同时回风 各种气流分布形式应用所要考虑的因素：各种气流分布形式应用所要考虑的因素：建筑空间对象的要求和特点建筑空间对象的要求和特点实现某种气流分布的现场条件实现某种气流分布的现场条件返回首页返回首页侧送侧回侧送侧回返回首页返回首页返

11、回24特点：特点： 射流到达工作区前已与房间射流到达工作区前已与房间 空气进行了较充分的混合空气进行了较充分的混合 速度场与温度场较均匀稳定速度场与温度场较均匀稳定 工作区处于回流区工作区处于回流区 射流射程比较长，射流能充分射流射程比较长，射流能充分 衰减，故可以加大送风温差衰减，故可以加大送风温差 应用最多的气流组织应用最多的气流组织上送下回上送下回返回首页返回首页特点：特点： 送风气流不直接进送风气流不直接进 入工作区，与室内入工作区，与室内 空气有较长衰减的空气有较长衰减的 混掺混掺. 工作区能形成比较工作区能形成比较 均匀的温度场和速均匀的温度场和速 度场度场返回24上送上回上送上回

12、返回首页返回首页返回24下送上回下送上回返回首页返回首页a a：地板送风：地板送风B B：末端装置送风：末端装置送风C C：下侧送风：下侧送风返回24中送上、下回中送上、下回返回首页返回首页特点：特点： 高大空间的上部和高大空间的上部和 下部的温差比较大下部的温差比较大 此种送风形式使上此种送风形式使上 下部分成两个气流下部分成两个气流 区区，下部为工作区下部为工作区， 上部为非工作区上部为非工作区 下部气流区的气流下部气流区的气流 组织是侧送侧回组织是侧送侧回返回24第六节第六节 房间气流分布的计算房间气流分布的计算 气流分布计算的任务：气流分布计算的任务：选择气流分布的形式选择气流分布的形

13、式确定送风口的型式、数目和尺寸确定送风口的型式、数目和尺寸使工作区的风速和温差满足设计要求使工作区的风速和温差满足设计要求 送风口的出流速度送风口的出流速度舒适性空调室内平均风速舒适性空调室内平均风速 冬季冬季：0.2m/s；夏季夏季：0.3m/s工艺性空调人员活动区风速工艺性空调人员活动区风速 冬季冬季：0.3m/s；夏季夏季：0.20.5m/s 消声要求较高时送风口的出口风速：消声要求较高时送风口的出口风速： 常用送风口常用送风口： 5m/s；喷口送风喷口送风： 10m/s返回首页返回首页第六节第六节 房间气流分布的计算房间气流分布的计算一、一般气流分布的计算方法一、一般气流分布的计算方法

14、 气流分布图气流分布图 分析下送风方式气流分布的计算程序分析下送风方式气流分布的计算程序 确定确定风口至计算断面距离风口至计算断面距离x 处的轴心速度处的轴心速度ux和轴心温度和轴心温度tx x处于起始段处于起始段，令令ux/ /u0= = 1,有有 ；则则uxu0，txt0； x处于主体段，处于主体段， ；则应按主体段射流公式并在已知则应按主体段射流公式并在已知ux 及及t0条件下条件下，计算计算u0及校核及校核tx，检查风量是否符合设计要求检查风量是否符合设计要求 计算分析计算分析空气气流分布的计算不像等温自由射流计算那么简单空气气流分布的计算不像等温自由射流计算那么简单，需需 要考虑射流

15、的受限要考虑射流的受限、重合及非等温的影响等因素重合及非等温的影响等因素 考虑射流受限的修正系数：考虑射流受限的修正系数：K1 考虑射流重合的修正系数：考虑射流重合的修正系数：K2 考虑非等温影响的修正系数：考虑非等温影响的修正系数：K3 各项修正后计算式：各项修正后计算式：返回首页返回首页01Fmx 01Fmx xFmKKKuux013210 xFnKKKTTx013210下页第六节第六节 房间气流分布的计算房间气流分布的计算二、孔板送风的计算方法二、孔板送风的计算方法 孔板送风的特点孔板送风的特点 在直接控制的区域内在直接控制的区域内，能够形成比较均匀的速度场和温度场能够形成比较均匀的速度

16、场和温度场 孔板的基本特征用开孔率孔板的基本特征用开孔率k表示：表示： 对于正方形排列的孔板开孔率：对于正方形排列的孔板开孔率：射流为总流前的汇合段：射流为总流前的汇合段：x05l （m）汇合段后存在一中心速度保持不变的起始段：汇合段后存在一中心速度保持不变的起始段：x14b （m） 孔板送风方式孔板送风方式 局部孔板送风：局部孔板送风：k50% 采用孔板送风应注意的问题采用孔板送风应注意的问题返回首页返回首页10ffk 20785. 0ldk典型的空气分布方式及计算条件典型的空气分布方式及计算条件返回首页返回首页返回考虑射流受限的修正系数考虑射流受限的修正系数返回首页返回首页 0Fxx 01

17、 , 01 . 0Fll 返回 图的横坐标：图的横坐标： 非贴附射流：非贴附射流： ； 下送散流器：下送散流器： 贴附射流：贴附射流： ； 径向贴附散流器：径向贴附散流器： 扁射流：扁射流：0Fxx 07 . 0Fxx Hxx 考虑射流重合的修正系数考虑射流重合的修正系数返回首页返回首页返回考虑非等温影响的修正系数考虑非等温影响的修正系数n垂直射流的修正式垂直射流的修正式 集中射流：集中射流： 扇形射流：扇形射流： 扁射流：扁射流：返回首页返回首页返回312331ZxK3010KxFmuux312321ZxK31235 . 11ZxK冷射流区热射流区孔板送风方式孔板送风方式 返回首页返回首页

18、局部孔板送风局部孔板送风计算断面处于射流的起始段计算断面处于射流的起始段 则中心速度衰减计算式：则中心速度衰减计算式： 温度衰减计算式：温度衰减计算式：计算断面处于射流的主体段计算断面处于射流的主体段 长条形孔板：长条形孔板： 圆圆、方形孔板：方形孔板：返回首页返回首页kKKKuux32101kKKKttx31201xbnttxx12xbmuuxx12xfmuuxx11213. 1xfnttxx11213. 1全面全面( (满布满布) )孔板送风孔板送风全面孔板的气流分布计算主要考虑在汇合段所全面孔板的气流分布计算主要考虑在汇合段所 发生的汇流过程发生的汇流过程 其计算式：其计算式： 计算计算

19、k3值图表中值图表中A值值的计算式：的计算式：返回首页返回首页ikKuux302 . 1ikKttx301302001 . 0ikdutA返回采用孔板送风应注意的问题采用孔板送风应注意的问题 要达到较好的空气分布效果，一般开孔率要达到较好的空气分布效果，一般开孔率k0.20.5范围内，即一般取范围内，即一般取l 4d0 ； 为避免孔口出流时产生较大的噪声，并保证工作区流速为避免孔口出流时产生较大的噪声，并保证工作区流速 处于合宜的范围，一般处于合宜的范围，一般u0 4m/s； 为使孔板出风均匀，采用等量送风的管道和静压室，还为使孔板出风均匀，采用等量送风的管道和静压室，还 应限制孔口出流前的空

20、气流速和孔口流速之比值，即应限制孔口出流前的空气流速和孔口流速之比值，即 u /u00.25以免出流不均和出流偏斜以免出流不均和出流偏斜.返回首页返回首页返回第七节第七节 气流分布性能的评价气流分布性能的评价 什么是气流分布性能的评价？什么是气流分布性能的评价？ 就是对气流分布的均匀性与有效性的评价就是对气流分布的均匀性与有效性的评价 不均匀系数不均匀系数 空气分布特性指标空气分布特性指标 定义定义：为满足规定风速和温度要求的测点数与总测点数之比为满足规定风速和温度要求的测点数与总测点数之比 换气效率换气效率 换气效率定义：换气效率定义： 能量利用系数能量利用系数返回首页返回首页uktkuut

21、t%100)(2n00ttttnp0LVn不均匀系数不均匀系数 在工作区内选择几个测点，测出各点温度和风速后，在工作区内选择几个测点，测出各点温度和风速后， 求出算数平均值：求出算数平均值： 求出均方根偏差：求出均方根偏差： 不均匀系数：不均匀系数：返回首页返回首页nuunttiintunttitit22)()(uktkuutt返回空气分布特性指标空气分布特性指标 有效温差与室内风速之间的关系：有效温差与室内风速之间的关系： 空气分布特性指标空气分布特性指标返回首页返回首页)15.0(66.7)(iniuttET总测点数的测点数1001 .17 .1ETADPI返回换气效率换气效率n换气效率：

22、换气效率：n()空气寿命：其值越短意味着空气滞留在空间时间空气寿命：其值越短意味着空气滞留在空间时间 越短，也就是被更新的有效性越好越短，也就是被更新的有效性越好. ：房间换气的名义时间常数：房间换气的名义时间常数 ：房间内空气可能的最短寿命：房间内空气可能的最短寿命返回首页返回首页%100)(2n0LVn2n换气效率换气效率返回首页返回首页返回第八节第八节 风道设计风道设计 只要建筑形式不同，建筑平面不同，就没有相同只要建筑形式不同，建筑平面不同，就没有相同的风道布置的风道布置 风道的材料风道的材料 风管与风机的连接风管与风机的连接 管道系统阻力及降低阻力的措施管道系统阻力及降低阻力的措施

23、常用钢制风管的规格及标准常用钢制风管的规格及标准 风道计算风道计算 管内风速管内风速 linklink 风道系统的阻力平衡风道系统的阻力平衡返回首页返回首页返回首页返回首页风道的材料风道的材料土建式风道：土建式风道：钢板制风道：钢板制风道：非金属风道：非金属风道： 无机玻璃钢风道无机玻璃钢风道 硅酸盐板风道硅酸盐板风道 复合玻纤管风道复合玻纤管风道 软风管：软风管：铝箔软管、铝制波纹形半软管、玻纤软管铝箔软管、铝制波纹形半软管、玻纤软管砖砖砌砌体体砌砌筑筑风风道道混混凝凝土土现现浇浇风风道道普通钢板普通钢板镀锌钢板镀锌钢板返回首页返回首页风道的材料风道的材料 （非金属风管）（非金属风管）返回首

24、页返回首页风道的材料风道的材料返回风管与风机的连接风管与风机的连接返回首页返回首页返回返回首页返回首页管道系统阻力及降低阻力的措施管道系统阻力及降低阻力的措施 空气在管道中流动与壁摩擦产生流动阻力，应尽量使空气在管道中流动与壁摩擦产生流动阻力，应尽量使 用表面光滑材料用表面光滑材料 减少局部阻力减少局部阻力 风道上的各个管件在布置时，尽量相隔一定距离，风道上的各个管件在布置时，尽量相隔一定距离， 以免部件之间相互影响以免部件之间相互影响 渐扩管、渐缩管渐扩管、渐缩管 弯头的弯曲半径弯头的弯曲半径 避免短距离的来回弯管避免短距离的来回弯管 支风管与主风管相连接时，应避免支风管与主风管相连接时，应

25、避免9090o o垂直连接垂直连接返回返回首页返回首页常用钢制风管的规格及标准常用钢制风管的规格及标准返回首页返回首页常用钢制风管的规格及标准常用钢制风管的规格及标准 返回返回首页返回首页管内风速管内风速 管内风速的取值的影响因素管内风速的取值的影响因素 建筑空间建筑空间 根据建筑空间具体情况确定，空间受限时根据建筑空间具体情况确定，空间受限时、F F 风机压力及能耗风机压力及能耗 风速风速，阻力，阻力，风机能耗，风机能耗，所以风速应尽量，所以风速应尽量 噪声要求噪声要求 风速对噪声的影响的表现：风速对噪声的影响的表现： 风速风速，风机压头，风机压头H，引起噪声大，引起噪声大 风速风速至一定程度至一定程度，通过风管部件时将产生噪声通过风管部件时将产生噪声 风速风速，风管消声器的消声能力，风管消声器的消声能力返回首页返回首页管内风速管内风速 返回