住宅厨房卫生间污染控制气流组织的数值分析

论文摘要

本文介绍了商业CFD软件和模拟技术的模型理论,结合现代厨房的布局形式,分析出厨房内的污染物状况和常见的油烟控制手段,论证了改善厨房和卫生间气流组织的补风形式。本研究就以当今典型居民住宅作为计算的物理模型,利用CFD的数值模拟方法,采用计算机仿真模拟技术,计算在排油烟机为开启状态下,厨房内或者室内其他房间开设通风口的时候,在考虑自然通风和机械通风的各种组合形式的不同工况下的气流组织速度场、温度场和压强场,分别模拟出各种状态室内的气流情况,反映出这些工况对厨房的补风特点。本文的研究中,主要体现了以下几个方面:1.建立了厨房房间的物理模型,模拟分析采用机械通风、自然通风以及机械通风和自然通风相结合的送风形式对厨房的排油烟机的排风进行补风的气流组织状况,得出19个工况的流场分布图和室内压强分布图,分析得出在侧墙上加装补风设备,可以增加补风量,提高排油烟机的排风性能,减少室内能耗;在下部添加补风设备,能够在门窗封闭的条件下达到补风要求,并加强对油烟流动的控制,改善正在烹饪中的人的空气质量;开启门窗可以让补风更充分,气流组织更加复杂化。2.以现代某小区127m2户型实例为模型,在客厅卧室加设机械送风口和自然通风口,模拟了住宅内22个工况的气流组织形式,得到各工况补风量及对室内流场的影响状况,分析得出加装自然通风口和机械送风口都有利于提高厨房和卫生间的排风性能;多风口共同作用可以降低送风参数要求,提高处于流场内人的舒适性;合理的气流组织形式还可以满足人们对新风的需求,排除污浊的空气,保障室内空气品质。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究方向
• 1.3 研究气流组织常用的方法
• 1.4 计算机模拟技术的发展状况
• 1.4.1 CFD 技术在暖通空调工程中的应用
• 1.4.2 关于CFD 方法的国外应用情况
• 1.4.3 关于CFD 方法的国内应用情况
• 第二章 流场数值模拟技术
• 2.1 计算机模拟的特点
• 2.2 理论计算基础
• 2.3 流体数值模拟方法的分类
• 2.3.1 雷诺平均N-S 方程（RANS）
• 2.3.2 直接模拟（DNS）与大涡模拟（LES）
• 2.4 湍流基本模型
• 2.4.1 零方程模型
• 2.4.2 一方程模型
• 2.4.3 k-ε两方程模型
• 2.5 仿真中使用的UDF （USER DEFINED FUNCTIONS）程序
• 2.5.1 UDF 的简要介绍
• 2.5.2 UDF 的功能
• 2.5.3 UDF 程序编写的基本步骤
• 2.5.4 UDF 的基本格式
• 第三章 厨房气流组织优化研究
• 3.1 污染物控制的气流组织现状
• 3.2 污染物控制通风的考虑因素
• 3.2.1 通风量的选择因素
• 3.2.2 补风口位置的选择因素
• 3.3 厨房的布置形式及物理模型的构建
• 3.3.1 厨房的结构布置形式
• 3.3.2 厨房的物理模型的构建
• 3.3.3 厨房模型的网格划分
• 3.4 模拟方法与步骤
• 3.5 本章小结
• 第四章 厨房气流组织优化研究的数据处理及分析
• 4.1 自然通风状态工况分析
• 4.2 机械通风状态工况分析
• 4.3 混合通风状态工况分析
• 4.4 数据处理及分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 厨房排风状态下住宅的气流组织优化研究
• 5.1 建立住宅模型的必要性
• 5.2 住宅的物理模型的构建
• 5.3 研究方案的内部布置
• 5.4 三维模型的网格划分与边界条件的设置
• 5.5 模拟方法与步骤
• 5.6 本章小结
• 第六章 厨房排风状态下住宅的典型工况分析及数据处理
• 6.1 自然通风状态工况分析
• 6.2 机械通风状态工况分析
• 6.3 混合通风状态工况分析
• 6.4 模拟工况的流场对比分析
• 6.4.1 自然通风工况的流场对比分析
• 6.4.2 机械通风工况的流场对比分析
• 6.4.3 混合通风工况的流场对比分析
• 6.5 数据处理及分析
• 6.6 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 作者在攻读硕士学位期间发表论文目录