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工业厂房通风效果不佳,问题出在哪儿?

发表时间: 2020-09-25 00:00:00

作者: 中源广科

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工业厂房自然通风是通风领域必须研究的一个重要问题,它涉及流体及其他传质传热的内容,例如传热耦合等的复杂机理。厂房由于设备多,人员聚集,都需要适宜的环境来进行正常的工作和运转,而这些运转的最重要的环境就是空气环境。设备散热,人的舒适度,都是以空气为媒介的。Clabso提供了流体传质传热学的组件和功能,使用Clabso软件可实现对厂房内气流的分析情况以及流体流动传热质的分析情况。


本期,我们就以工业厂房的气流结构与温度的传输为耦合结构进行分析。




  计算对象描述


图1是一个简化的工业厂房模型,厂房尺寸为长5m,宽20m,高17m。 进风口、排风口尺寸为2m*2m*2m,热源尺寸2m*2m*2m。





  模拟条件设定


1. 入风口温度27℃

2. 热源温度500℃ 

3. 环境温度20℃

模型结构说明如图2所示,风从下部两个入风口吹入房间内,从上部的两个出风口出去,经过中间的热源,将热量带出房间,形成散热过程。





  气流分析


我们选择图3这个断面位置进行气流分析,主要是为了观察该断面的气流情况与温度扩散情况。由于在另一个方向没有入风出风口的设置,整个流体会比较混乱,尤其是靠近墙面的时候,可以自行操作来完成其他位置的截面气流分析。



由图4我们可以观察到,高速区集中在入口和出口的位置,并且在空间内比较混乱。混乱的原因,主要是由设备阻挡和出风口位置的阻挡造成。在出风口下方的大量的盲区,是空气逗留时间最长的区域。



同样,图5也描述了在阻挡处形成的乱流。从气流结构来看,在屋顶设置足够的出口是比较合适的,但是这又增加了建造成本和后期的维护成本。所以设计是一门在满足客户需求的前提下寻找出最“便宜”的解决方案的艺术。


图6是温度的分析图,我们配合了等温线进行数据可视化。由于设备是高达500°,侧面进风口的影响能保证中心位置大部分在200-250°的范围。这个温度显然不是作为厂房设置的问题,甚至可以看作一个火炉。但是仿真的作用就是我们可以肆无忌惮的在计算机中进行我们想要了解的真实情况中的样子,无污染,无风险,低成本,高效率。


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