【摘 要】
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我国居民每天大约有80-90%的时间是在待在室内的,而室内空气中污染物的浓度是室外空气的5-10倍。中国标准化协会通过调查发现,人体60%的疾病是由于长期在室内吸入污染的空气引起的。由此可见,室内空气质量对人体健康的影响很大。因此,需要采取净化措施来控制室内环境的空气质量,其中空气净化器在众多防疫措施中因其占地小、效果佳等特点脱颖而出。但用户由于缺乏通风气流组织知识,难以充分发挥净化器的净化能力。
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我国居民每天大约有80-90%的时间是在待在室内的,而室内空气中污染物的浓度是室外空气的5-10倍。中国标准化协会通过调查发现,人体60%的疾病是由于长期在室内吸入污染的空气引起的。由此可见,室内空气质量对人体健康的影响很大。因此,需要采取净化措施来控制室内环境的空气质量,其中空气净化器在众多防疫措施中因其占地小、效果佳等特点脱颖而出。但用户由于缺乏通风气流组织知识,难以充分发挥净化器的净化能力。基于此,本文以落地式空气净化器为研究对象,首先对其出风口速度分布及射流速度场的送风射流特性进行实验研究。随后建立了净化器及房间模型,对其在办公房间内不同使用条件下的气流组织分布形式进行稳态模拟分析;在此基础上,本文定性的对不同影响因素下空气净化器在室内形成的流场进行了对比分析,考虑如何在保证空气净化器良好净化效果的同时满足人体对舒适度的要求,为净化器的有效使用提供指导意见。最终得到以下结论:(1)通过实验获得的射流基本段内的轴速参数,可以计算得到紊流系数a=0.116。同时可得到:末端速度值为0.5 m/s、0.25 m/s、0.1 m/s时,对应的射程为2.4 m、2.8 m、3.1 m;当取边界速度为0.5 m/s时,出风口长边方向扩散宽度为0.7 m,短边方向扩散宽度为1.0 m;当取边界速度为0.25 m/s时,出风口长边方向扩散宽度为1.2 m,短边方向扩散宽度为1.8 m;当取边界速度为0.10 m/s时,出风口长边方向扩散宽度为3 m,短边方向扩散宽度为3 m。(2)从室内流场分布均匀性来讲,当净化器放置在房间侧壁面前,面向房间另一侧送风时,房间速度流场分布最为均匀;而当净化器放置在角落时,流场均匀性最差;(3)送风速度为V=5.71 m/s时,净化器左侧房间顶棚贴附射流边界速度为0.25 m/s,房间内除旋涡流、墙壁处贴附流以外,其它区域速度分布基本都为0.1m/s;送风速度为V=3.52 m/s时,净化器左侧房间顶棚贴附射流边界速度为0.1 m/s,房间内除除旋涡流、墙壁处贴附流以外其他区域的气流速度大约为0.05 m/s,此时流场虽然均匀,但风速较低,净化速度受限;因此,送风速度是影响净化器使用效果的主要影响因素之一,净化器净化效率随着送风速度的增大而提高,且送风速度越大越容易稳定。(4)净化器放置于离地不同高度(0 m,0.2 m,0.4 m)时,净化器抬高后与未抬高相比,气流组织分布均匀性得到提高,但流场平均速度降低;(5)净化器在不同尺寸房间内以相同模式运行时,较小房间内整体空气流速更大,气流循环更快。因此房间越小净化效果越好,净化速率越快。(6)通过舒适度评价指标对空气净化器不同使用行为下室内气流组织进行评价。结果表明:净化器每种运行工况下呼吸平面的吹风感(DR)均小于20%,满足人员在呼吸平面对舒适度的要求;通过对不同工况的面部速度舒适比(FSR)值对比,发现在实测房间内,抬高0 m、居中放置时的FSR值为0.72,在此工况下人员舒适性较好,且可以满足污染物处理的要求。
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