气流组织作为空调、通风系统的重要环节,受到了国内外研究学者和工程设计人员的重视,从上世纪初至今近一个世纪以来,人们对气流组织的研究取得了很大进展。气流组织的模式主要分为两种:以稀释原理为基础的传统混合通风和以浮力控制为动力的近代置换通风,其设计思想主要区别在于:混合通风是基于建筑空间的考虑,而置换通风是基于人体健康和能源效率的考虑。相对于以稀释原理的混合通风,置换通风作为一种空气品质高、热舒适性好、耗能少的送风方式,在工业、民用和公共建筑中得到越来越多的应用。置换通风采用底部侧送风方式无疑是最佳的气流组织方案,然而,鉴于一般办公室中办公设备摆放的实际情况,在许多情况下,底部侧送风受到限制、难以实现。李安桂、赵鸿佐教授在对这两种通风模式机理对比分析后,一个新颖的想法浮出水面:能否进一步发挥竖壁（侧壁）送风射流的贴附效应,通过合理的控制射流物理参数、延长其射程,将新鲜空气最大限度地送到工作区,并沿地面扩展开来,产生“空气湖”现象,从而形成类似于置换通风的气流组织?本文在此思路指导下,应用2DPIV在下列实验工况下对条缝型送风口形成的竖壁贴附射流通风模式气流流场及其主要影响因素进行探讨,并得到了下述成果:1、采用等温工况送风,环境温度t_∞为24℃,送风口宽度b为10mm,侧壁相对粗糙度k/b为0,送风口距侧壁的相对水平距离s/b范围为5～15,送风射流速度U₀范围为0.3m/s～1.5m/s,研究了送风射流速度的变化对条缝型送风口形成的竖壁贴附射流通风模式气流流场的影响,实验研究表明:当送风口距侧壁的相对水平距离s/b相同（s/b的值分别为5、8、10,b=10mm）,送风速度U₀变化时,送风射流明显向侧壁方向弯曲形成贴附效应,并沿着侧壁向下流动,直至和侧壁分离后呈水平流动;且能明显观察到模型左上角所形成的漩涡（s/b为8和10时较显著）,漩涡中心位置也随着送风速度的增大向上移动,表明送风速度越大,射流对周围气流的卷吸能力也越强;随着射流送风速度U₀的增加,射流开始贴附位置y₁距模型底部越远,射流脱落位置y₂离模型底部越近,形成的贴附距离越长,越易将空气下送到地面。当送风口距侧壁的相对水平距离s/b一定,送风射流速度U₀变化时,射流轴线速度U_m的变化规律基本相同,即随着距离送风口的距离y₃增大,射流轴线速度U_m均先逐渐减小,到达最低点又稍微增大,出现速度转折点;经分析速度最低点位置,射流刚开始与侧壁形成贴附（即贴附点y₁）;当送风口距侧壁的相对水平距离s/b相同时,送风射流速度U₀越大,贴附点y₁距模型底部越高,越易形成贴附;反之,射流送风速度U₀越小,越难形成贴附,表明采用竖壁贴附射流通风时应在条件允许的情况下尽量采用较大的送风速度;当射流与侧壁形成贴附后,曲线变化趋于平稳,轴线速度衰减明显降低,进一步表明采用竖壁贴附射流通风可以减小送风速度的衰减,有利于送风。当送风速度U₀为0.30m/s、送风口距侧壁相对水平距离s/b=14（b=10mm）时,由于贴附效应,射流明显向侧壁方向弯曲;送风口距侧壁相对水平距离s/b=15时弯曲现象已不存在,贴附效应完全消失,射流流型已完全转变为传统的混合通风,而送风速度U₀分别为0.5m/s、1.0m/s、1.5m/s时亦有相同的现象;据此表明,侧壁粗糙度相同时,射流送风速度的改变对极限贴附距离影响并不明显,其相对极限贴附距离为s/b=14。2、采用等温工况送风,环境温度t_∞为24℃,送风口宽度b为10mm,送风口距侧壁的相对水平距离s/b为8,送风射流速度U₀范围为0.3m/s～1.5m/s,侧壁相对粗糙度k/b范围为0～0.2,研究了侧壁粗糙度的变化对条缝型送风口形成的竖壁贴附射流通风模式气流流场的影响,实验研究表明:当送风射流速度U₀一定（U₀分别为0.5m/s、1.0m/s、1.5m/s）,送风口距侧壁的相对水平距离s/b相同,侧壁粗糙度变化时,竖壁贴附射流主体变化趋势基本相同,即射流均向侧壁方向弯曲形成贴附效应,并沿着侧壁向下流动,直至和侧壁分离后呈水平流动;且能明显观察到模型左上角所形成的漩涡,漩涡中心位置受侧壁粗糙度变化的影响不大,但受射流送风速度的影响较明显。随着侧壁粗糙度的增加,射流脱落位置y₂距模型底部越近,形成的贴附距离越长,越易将空气下送至模型底部,贴附效应亦越强,且射流送风速度越小效果越明显。当送风口距侧壁的相对水平距离s/b一定、送风速度U₀相同,侧壁粗糙度变化时,射流轴线速度U_m的变化规律基本相同,即均先逐渐减小,到达最低点后又稍微增大,出现速度转折点;经分析速度最低点位置处,射流刚开始与侧壁形成贴附（即贴附点y₁）;侧壁粗糙度变化时,贴附点y₁变化不太明显,当射流与侧壁形成贴附之后,曲线变化趋于平稳,轴线速度衰减明显降低,表明采用竖壁贴附射流通风可以减小送风速度的衰减,有利于送风。当侧壁相对粗糙度k/b为0.05、送风口距侧壁的相对水平距离s/b=14时,由于贴附效应,射流明显向侧壁方向弯曲;送风口距侧壁的相对水平距离s/b=15时弯曲现象已不存在,贴附效应完全消失,射流流型完全转变为传统的混合通风;而侧壁相对粗糙度k/b分别为0.00、0.10和0.20时亦有相同的现象;据此表明,送风速度相同时,侧壁粗糙度的改变对极限贴附距离影响亦不明显,其相对极限贴附距离为s/b=14。3、采用等温工况送风,环境温度t_∞为24℃,送风口宽度b为10mm,送风射流速度U₀为0.5m/s,侧壁相对粗糙度k/b范围为0～0.2,送风口距侧壁的相对水平距离s/b范围为5～15,研究了送风口距侧壁的水平距离变化对条缝型送风口形成的竖壁贴附射流通风模式气流流场的影响,实验研究表明:当侧壁相对粗糙度k/b相同、射流送风速度U₀一定时,随着送风口距侧壁的相对水平距离的增加,竖壁贴附射流主体离侧壁越远,形成的贴附效应逐渐减弱;而模型左上角所形成的漩涡也从无到有逐渐明显,送风射流与模型内空气的掺混也逐渐加剧。当送风口距侧壁的相对水平距离s/b变化时,射流轴线速度U_m的变化规律基本相同,即随着送风口距侧壁相对水平距离的增大,射流轴线速度U_m均先逐渐减小,到达最低点又稍微增大,出现速度转折点;经分析速度最低点位置,射流刚开始与侧壁形成贴附（即贴附点y₁）;送风口距侧壁的相对水平距离越近,贴附点y₁距模型底部越高,越易形成贴附;反之,送风口距侧壁的相对水平距离越远,越难形成贴附;当射流与侧壁形成贴附后,曲线变化趋于平稳,轴线速度衰减明显降低,表明采用竖壁贴附射流通风可以减小送风速度的衰减,有利于送风;同一高度处当射流与侧壁形成贴附后,送风口距侧壁水平距离越近,射流轴线速度越大,表明采用竖壁贴附射流通风时应尽量减小送风口距侧壁的水平距离。