空調(diào)房間的氣流組織課件

第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計計算1第八章空調(diào)房間的氣流組織概述1第一節(jié)概述氣流組織設(shè)計的任務(wù)是合理地組織室內(nèi)空氣的流動、使室內(nèi)工作區(qū)空氣的溫度、濕度、速度和潔凈度能更好地滿足工藝要求及人們的舒適感要求。空調(diào)房間氣流組織是否合理，不僅直接影響房間的空調(diào)效果，而且也影響空調(diào)系統(tǒng)的能耗量。影響氣流組織的因素很多，如送風(fēng)口位置及型式，回風(fēng)口位置，房間幾何形狀及室內(nèi)的各種擾動等。其中以送風(fēng)口的空氣射流及其參數(shù)對氣流組織的影響最為重要。2第一節(jié)概述氣流組織設(shè)計的任務(wù)是合理地組織室內(nèi)空氣的流動、使第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計計算3第八章空調(diào)房間的氣流組織概述3第二節(jié)送風(fēng)口空氣射流由送風(fēng)口射出的空氣射流，對室內(nèi)氣流組織影響最大，因此，首先要討論清楚送風(fēng)口空氣射流的流動規(guī)律。先從等溫自由射流入手，然后再考慮溫差及邊界條件等對射流的影響，從而使所討論的間題更加接近實際。在討論送風(fēng)口空氣射流時，重點在于闡明基本概念，確定各種射流的作用范圍及其速度分布，為空調(diào)房間氣流組織設(shè)計計算提供理論基礎(chǔ)。4第二節(jié)送風(fēng)口空氣射流由送風(fēng)口射出的空氣射流，對室內(nèi)氣流組織一、等溫自由紊流射流設(shè)射流溫度與房間溫度相同，房間體積比射流體積大得多，送風(fēng)口長寬比小于10，射流呈紊流狀態(tài)。當(dāng)射流進(jìn)入房間后，射流邊界與周圍氣體不斷進(jìn)行動量、質(zhì)量交換，周圍空氣不斷被卷入，射流流量不斷增加，斷面不斷擴(kuò)大。而射流速度則因與周圍空氣的動量交換而不斷下降，當(dāng)射流邊界層擴(kuò)散到軸心時，射流發(fā)展到了主體段，隨著射程的繼續(xù)增大，速度繼續(xù)減小，直至消失。5一、等溫自由紊流射流設(shè)射流溫度與房間溫度相同，房間體積比射流等溫自由紊流射流射流軸心速度的計算公式射流橫斷面直徑計算公式6等溫自由紊流射流射流軸心速度的計算公式6紊流系數(shù)紊流系數(shù)α值的大小與射流出口截面上的速度分布情況有關(guān)，分布愈不均勻，α值愈大。此外，α值大小還與射流出口截面上的初始紊動強(qiáng)度有關(guān)。紊流系數(shù)直接影響射流發(fā)展的快慢，α值大，橫向脈動大，射流擴(kuò)散角就大，射程就短。要想增大射程，可以提高出出口速度v0或者減小紊流系數(shù)α；要想增大射流擴(kuò)散角，可以選用α值較大的送風(fēng)口。7紊流系數(shù)紊流系數(shù)α值的大小與射流出口截面上的速度分布情況有關(guān)二、非等溫自由射流當(dāng)射流出口溫度與房間溫度不相同時，稱為非等溫射流。在空氣調(diào)節(jié)中，正是這種非等溫射流。送風(fēng)溫度低于室內(nèi)溫度者為“冷射流”，高于室內(nèi)溫度者為“熱射流”。(一)軸心溫差計算公式非等溫射流進(jìn)入房間后，射流邊界與周圍空氣之間不僅要進(jìn)行動量交換，面且要進(jìn)行熱量交換。因此，射流隨著離開出口的距離增大，其軸心溫度也在變化。軸心溫差計算公式為8二、非等溫自由射流當(dāng)射流出口溫度與房間溫度不相同時，稱為非等非等溫自由射流(二)軸心溫差變化與軸心速度變化之比較熱量擴(kuò)散比動量擴(kuò)散要快些，且有下式成立(三)阿基米德數(shù)Ar阿基米德數(shù)Ar表征浮升力與慣性力之比，其表達(dá)式為9非等溫自由射流(二)軸心溫差變化與軸心速度變化之比較9射流軸心軌跡對于非等溫射流而言，阿基米德數(shù)Ar是十分重要的無因次準(zhǔn)則數(shù)。如Ar=0時，顯然是等溫射流；如|Ar|<0.001時，仍可按等溫射流計算:如|Ar|>0.001時，射流軸心軌跡的計算公式為:式中:y－射流軸心偏離水平軸之距離。

α－射流出口軸線與水平軸之夾角。

a－紊流系數(shù)10射流軸心軌跡對于非等溫射流而言，阿基米德數(shù)Ar是十分重要的無三、受限射流當(dāng)射流邊界的擴(kuò)展受到房間邊壁影響時，就稱為受限射流。不管是受限射流還是自由射流，都是對周圍空氣的擾動，它所具有的能量是有限的，它能引起的擾動范圍也是有限的，不可能擴(kuò)展到無限遠(yuǎn)去，而受限射流還要受到房間邊壁的影響，因此形成了受限射流的特征。11三、受限射流當(dāng)射流邊界的擴(kuò)展受到房間邊壁影響時，就稱為受限射(一)受限射流的幾何形狀射流的幾何形狀與送風(fēng)口安裝位置有關(guān)。假設(shè)房高為H，送風(fēng)口高度為h，則當(dāng)h＝0.5H時，射流上下對稱，呈橄欖形；當(dāng)h≥0.7H時，由于射流上部與頂棚之間距離減小，卷吸的空氣量少，因而流速大，靜壓小，而射流下部則靜壓大，上下壓力差將射流往上舉，使得氣流貼附于頂棚而流動，故稱貼附射流。貼附射流僅有一邊卷吸周圍空氣，速度衰減慢，射程比較長。如是冷射流，則貼附長度縮短，并且|Ar|愈大，貼附長度愈短。當(dāng)射流不斷卷吸周圍空氣時，周圍較遠(yuǎn)處空氣流必然要來補(bǔ)充，由于邊壁的存在與影響，勢必導(dǎo)致形成回流(見圖8-3)。而回流范圍有限，則促使射流外逸，于是射流與回流閉合，形成大渦流。在所謂的第Ⅱ臨界斷面處，將出現(xiàn)極值:射流斷面最大，射流流量最大，回流流速最大。12(一)受限射流的幾何形狀射流的幾何形狀與送風(fēng)口安裝位置有關(guān)。(二)半經(jīng)驗公式若用Fn表示垂直于單股射流的房間橫截面積，則射流自由度可表示為射流的無因次距離為第Ⅱ臨界斷面的無因次距離為=0.2最大回流平均速度vhp13(二)半經(jīng)驗公式若用Fn表示垂直于單股射流的房間橫截面積，則四、平行射流的疊加當(dāng)兩股平行射流距離比較近時，射流的發(fā)展互相影響。在匯合之前，每股射流獨立發(fā)展。匯合之后，射流邊界相交，互相干擾并重疊，逐漸形成一股總射流?？偵淞鞯妮S心速度逐漸增大，直至最大，然后再逐漸衰減直至趨近于零。14四、平行射流的疊加當(dāng)兩股平行射流距離比較近時，射流的發(fā)展互相五、旋轉(zhuǎn)射流氣流通過具有旋流作用的噴咀向外射出，氣流本身一面旋轉(zhuǎn)，一面又向靜止介質(zhì)中擴(kuò)散前進(jìn)，這種射流稱為旋轉(zhuǎn)射流。由于射流的旋轉(zhuǎn)，使得射流介質(zhì)獲得向四周擴(kuò)散的離心力。和一般射流相比，旋轉(zhuǎn)射流的擴(kuò)散角要大得多，射程短得多，并且在射流內(nèi)部形成了一個回流區(qū)。正因為旋轉(zhuǎn)射流有如此特點，所以，對于要求快速混合的通風(fēng)場合，用它作為送風(fēng)口是很合適的。15五、旋轉(zhuǎn)射流氣流通過具有旋流作用的噴咀向外射出，氣流本身一面第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計計算16第八章空調(diào)房間的氣流組織概述16第三節(jié)回風(fēng)口的空氣匯流由流體力學(xué)可知，對于一個點匯，其流場中的等速面是以匯點為中心的等球面。因為通過各個球面的流量都相等，故有下式成立：v1、v2－任意兩個球面的流速。

r1、r2－任意兩個球面至匯點的距離?？梢钥闯?，對于匯流來說，隨著離開匯點的距離增加，流速呈二次方衰減。所以匯流的作用范圍是很小的，這就是它對房間氣流組織影響比較小的原因。17第三節(jié)回風(fēng)口的空氣匯流由流體力學(xué)可知，對于一個點匯，其流場回風(fēng)口的空氣匯流實際回風(fēng)口面積與房間相比，并不能看作為一個點，而是一個面積。因此，用點匯的計算方法來計算回風(fēng)口的匯流場是不合適的。圖(8-7)是對具有面積為F的回風(fēng)口的實驗曲線，其等速面為橢球面。寫成公式形式為適用范圍為，回風(fēng)口的高寬比大于0.2及x/d≤1.5，其中d0為回風(fēng)口的當(dāng)量直徑。18回風(fēng)口的空氣匯流實際回風(fēng)口面積與房間相比，并不能看作為一個點第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計計算19第八章空調(diào)房間的氣流組織概述19一、送風(fēng)口型式送風(fēng)口型式及其紊流系數(shù)大小，對射流的發(fā)展及流型的形成都有直接影響。因此，在設(shè)計氣流組織時，根據(jù)空調(diào)精度、氣流型式、送風(fēng)口安裝位置以及建筑裝修的藝術(shù)配合等方面的要求選擇不同型式的送風(fēng)口。(一)側(cè)送風(fēng)口在房間內(nèi)橫向送出氣流的風(fēng)口叫側(cè)送風(fēng)口。這類風(fēng)口中，用得最多的是百葉風(fēng)口。百葉風(fēng)口中的百葉做成活動可調(diào)，既能調(diào)風(fēng)量，也能調(diào)方向。為了滿足不同的調(diào)節(jié)性能要求，可將百葉做成多層，每層有各自的調(diào)節(jié)功能。除了百葉送風(fēng)口外，還有格柵送風(fēng)口和條縫送風(fēng)口，這兩種風(fēng)口可以與建筑裝飾很好地配合。20一、送風(fēng)口型式送風(fēng)口型式及其紊流系數(shù)大小，對射流的發(fā)展及流型常用側(cè)送風(fēng)口型式21常用側(cè)送風(fēng)口型式212222固定葉片斜百葉式送風(fēng)口可開百葉側(cè)壁格柵風(fēng)口葉片固定，傾斜角24度?？勺鳛樗惋L(fēng)口或回風(fēng)口有單向和雙向斜送風(fēng)兩種整個風(fēng)口呈活門形式，活門與邊框間開關(guān)自如，有利于安裝和與過濾器的配套使用，常用于客房的回風(fēng)23固定葉片斜百葉式送風(fēng)口可開百葉側(cè)壁格柵風(fēng)口葉片固定，傾斜角2自垂百葉風(fēng)口遮光百葉風(fēng)口用于有正壓的空調(diào)房間的自動排氣百葉依靠自重自然下垂，隔絕室內(nèi)外的空氣交換，當(dāng)室內(nèi)氣壓高于室外時，氣流將百葉吹開，排氣，反之，則不行。用于暗室通風(fēng)24自垂百葉風(fēng)口遮光百葉風(fēng)口用于有正壓的空調(diào)房間的自動排氣用于垂直送風(fēng)，側(cè)送，上送，一般空調(diào)工程格柵風(fēng)口（Grille)25垂直送風(fēng)，側(cè)送，上送，一般空調(diào)工程格柵風(fēng)口（Grille)2條縫散流器(Linearslotdiffusers)VAV合適燈具送風(fēng)散流器(Lighttrofferdiffusers)VAV合適條縫隔柵風(fēng)口（LinearBarGrille)：一般空調(diào)適用：內(nèi)區(qū)吊頂，周邊吊頂，窗臺，地板，上側(cè)送條縫風(fēng)口(Linearslotoutlets)26條縫散流器(Linearslotdiffusers)V(二)散流器散流器是安裝在頂棚上的送風(fēng)口，自上而下送出氣流。散流器的型式很多，有盤式散流器，氣流呈輻射狀送出，且為貼附射流；有片式散流器，設(shè)有多層可調(diào)散流片，使送風(fēng)或呈輻射狀，或呈錐形擴(kuò)散；也有將送回風(fēng)口結(jié)合在一起的送、吸式散流器；另外還有適用于凈化空調(diào)的流線型散流器。27(二)散流器散流器是安裝在頂棚上的送風(fēng)口，自上而下送出氣流。2828方矩形散流器:氣流形式為貼附（平送）型一般用于冷暖送風(fēng)吹出氣流貼附型結(jié)構(gòu)多為多層錐面型室內(nèi)誘導(dǎo)氣流量大，出風(fēng)氣流速度和溫度衰減快圓形散流器29方矩形散流器:氣流形式為貼附（平送）型一般用于冷暖送風(fēng)圓形圓盤散流器:

一般用于冷暖送風(fēng)

吹出氣流散流（下送）型圓形斜片散流器:圓形外框，直形葉片，葉片傾斜角24度圓環(huán)形葉片散流器:葉片圓環(huán)形30圓盤散流器:

一般用于冷暖送風(fēng)

吹出氣流散流（下送）型圓形斜(三)孔板送風(fēng)口空氣經(jīng)過開有若干小孔的孔板而進(jìn)人房間，這種風(fēng)口型式叫孔板送風(fēng)口。孔板送風(fēng)口的最大特點是送風(fēng)均勻，氣流速度衰減快。因此最適用于要求工作區(qū)氣流均勻、區(qū)域溫差較小的房間，如高精度恒溫室與平行流潔凈室。31(三)孔板送風(fēng)口空氣經(jīng)過開有若干小孔的孔板而進(jìn)人房間，這種風(fēng)(四)噴射式送風(fēng)口噴射式送風(fēng)口是一個漸縮圓錐臺形短管，它的漸縮角很小，風(fēng)口無葉片阻擋，噪聲低，紊流系數(shù)小，射程長。這種送風(fēng)口適用于大空間公共建筑，如體育館，電影院以及大的生產(chǎn)車間等場合。32(四)噴射式送風(fēng)口噴射式送風(fēng)口是一個漸縮圓錐臺形短管，它的漸(五)旋流送風(fēng)口空調(diào)送風(fēng)經(jīng)旋流葉片切向進(jìn)入集塵箱，形成旋轉(zhuǎn)氣流由格柵送出。送風(fēng)氣流與室內(nèi)空氣混合好，速度衰減快。這種送風(fēng)口很適合于電子計算機(jī)房的地面送風(fēng)。33(五)旋流送風(fēng)口空調(diào)送風(fēng)經(jīng)旋流葉片切向進(jìn)入集塵箱，形成旋轉(zhuǎn)氣二、回風(fēng)口由于回風(fēng)口的匯流場對房間氣流組織影響比較小，因此它的形式也比較簡單，有的只在孔口加一金屬網(wǎng)格，也有裝格柵和百葉的，通常要與建筑裝飾相配合?；仫L(fēng)口的形狀和位置根據(jù)氣流組織要求而定。若設(shè)在房間下部時，為避免灰塵和雜物被吸入，風(fēng)口下緣離地面至少為0.15m。回風(fēng)口形式可以簡單，但要求應(yīng)有調(diào)節(jié)風(fēng)量的裝置。34二、回風(fēng)口由于回風(fēng)口的匯流場對房間氣流組織影響比較小，因此它第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計計算35第八章空調(diào)房間的氣流組織概述35一、技術(shù)指標(biāo)籠統(tǒng)地說，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)就是理所當(dāng)然的技術(shù)指標(biāo)。但對不同性質(zhì)的空調(diào)系統(tǒng)來說，由于所要強(qiáng)調(diào)的角度不同，所以往往提出不同的評價指標(biāo)。(一)速度不均勻系數(shù)對工藝性空調(diào)來說，除了要求在工作區(qū)內(nèi)所有測點的速度平均值滿足設(shè)計要求外，還要求工作區(qū)內(nèi)的速度不均勻性滿足設(shè)計要求。為此，引入“速度不均勻系數(shù)”K。式中:n－測量點數(shù)，v－工作區(qū)任一點速度，vp－n個測點的速度算術(shù)平均值，

sv－速度的均方根偏差。36一、技術(shù)指標(biāo)籠統(tǒng)地說，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)就是理所當(dāng)然的技術(shù)指標(biāo)。但對不(二)有效溫度差對舒適性空調(diào)來說，則用人的舒適感覺作為評價的技術(shù)指標(biāo)。人的舒適感覺與眾多因素有關(guān)，評價指標(biāo)也可以是各種各樣。這里采用有效溫度差q

來評價溫度和速度對舒適感覺的綜合作用效果。q

=(t－tn)－M(v－vr)式中:t－房間任一點溫度，

v－房間任一點速度，

tn－給定室溫，

vr－停滯區(qū)流速，取vr＝0.15m/s，

M－與單位風(fēng)速效應(yīng)相當(dāng)?shù)臏囟戎担＝7.66℃(m·s-1)。大多數(shù)人感覺舒適的有效溫度差q值，是根據(jù)實驗或投票確定的。若q＝-1.7～+1.1之間，則多數(shù)人感覺舒適。37(二)有效溫度差對舒適性空調(diào)來說，則用人的舒適感覺作為評價的二、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)氣流組織設(shè)計的任務(wù)，就是以一定型式送進(jìn)房間一定數(shù)量經(jīng)過處理成某種參數(shù)的空氣，用以消除室內(nèi)一定量的某種有害物使室內(nèi)工作區(qū)空氣的某些參數(shù)的值和波動范圍達(dá)到設(shè)計要求。換句話說，消除室內(nèi)某種有害物是以投入能量為代價的。因此，作為評價氣流組織的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，就應(yīng)能夠反映投入能量的利用程度，為此，引入“投入能量利用系數(shù)”b.恒溫空調(diào)系統(tǒng)的“投入能量利用系數(shù)”bt。式中:t0－送風(fēng)溫度，

tn－工作區(qū)設(shè)計溫度，

tp－排風(fēng)溫度。通常，送風(fēng)量是根據(jù)排風(fēng)溫度等于工作區(qū)設(shè)計溫度進(jìn)行計算的。實際上，房間內(nèi)的溫度并不處處均勻相等，因此，排風(fēng)口設(shè)置在不同部位，就會有不同的排風(fēng)溫度，投入能量利用系數(shù)也不相同。38二、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)氣流組織設(shè)計的任務(wù)，就是以一定型式送進(jìn)房間一定數(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以看出:當(dāng)tp=tn時，bt=1.0，表明送風(fēng)經(jīng)熱交換吸收余熱量后達(dá)到室內(nèi)溫度，并進(jìn)而排出室外。當(dāng)tp>tn時，bt>1.0，表明送風(fēng)吸收部分余熱達(dá)到室內(nèi)溫度、且能控制工作區(qū)的溫度，而排風(fēng)溫度可以高于室內(nèi)溫度，經(jīng)濟(jì)性好。當(dāng)tp<tn時，bt<1.0，表明投入的能量沒有得到完全利用，住住是由于短路而未能發(fā)揮送入風(fēng)量的排熱作用，經(jīng)濟(jì)性差。至于消除其他有害物的空調(diào)系統(tǒng)，也可采用類似上述的評價方法.39經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以看出:39第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計計算40第八章空調(diào)房間的氣流組織概述40第六節(jié)氣流組織形式按照送、回風(fēng)口布置位置和型式的不同，可以有各種各樣的氣流組織形式。大致可以歸納為以下五種:側(cè)送側(cè)回、上送下回、中送上下回、下送上回及上送上回。一、側(cè)送側(cè)回側(cè)送風(fēng)口布置在房間的側(cè)墻上部，空氣橫向送出，氣流吹到對面墻上轉(zhuǎn)折下落到工作區(qū)以較低速度流過工作區(qū)，再由布置在同側(cè)的回風(fēng)口排出。根據(jù)房間跨度大小，可以布置成單側(cè)送單側(cè)回和雙側(cè)送雙側(cè)回。41第六節(jié)氣流組織形式按照送、回風(fēng)口布置位置和型式的不同，可以側(cè)送側(cè)回的優(yōu)點側(cè)送側(cè)回形式使工作區(qū)處于回流區(qū)，具有以下優(yōu)點。由于送風(fēng)射流在到達(dá)工作區(qū)之前，已與房間空氣進(jìn)行了比較充分的混合，速度場和溫度場都趨于均勻和穩(wěn)定，因此能保證工作區(qū)氣流速度和溫度的均勻性。所以對于側(cè)送側(cè)回來說，容易滿足設(shè)計對于速度不均勻系數(shù)的要求。工作區(qū)處于回流區(qū)，故而tp=tn，投入能量利用系數(shù)bt=1.0。此外，由于側(cè)送側(cè)回的射流射程比較長，射流來得及充分衰減，故可加大送風(fēng)溫差。基于上述優(yōu)點，側(cè)送側(cè)回是用得最多的氣流組織形式。42側(cè)送側(cè)回的優(yōu)點側(cè)送側(cè)回形式使工作區(qū)處于回流區(qū)，具有以下優(yōu)點。二、上送下回孔板送風(fēng)和散流器送風(fēng)是常見的上送下回形式。孔板送風(fēng)和密布散流器送風(fēng)，可以形成平行流流型、渦流少，斷面速度場均勻。對于溫濕度要求精度高的房間，特別是要求潔凈度很高的房間，則是理想的氣流組織型式。這種形式的排風(fēng)溫度接近室內(nèi)工作區(qū)平均溫度，即tp≌tn，b≌

1.0。43二、上送下回孔板送風(fēng)和散流器送風(fēng)是常見的上送下回形式。43三、中進(jìn)下、上回對于高大房間來說，送風(fēng)量往往很大，房間上部和下部的溫差也比較大，因此將房間分為上下兩部分對待是合適的。下部視為工作區(qū)，上部視為非工作區(qū)。采用中部送風(fēng)，下部和上部同時排風(fēng)，形成兩個氣流區(qū)，保證下部工作區(qū)達(dá)到空調(diào)設(shè)計要求，而上部氣流區(qū)負(fù)擔(dān)排走非空調(diào)區(qū)的余熱量。顯然，下部氣流區(qū)的氣流組織就是側(cè)送側(cè)回，故而bt=1.0。44三、中進(jìn)下、上回對于高大房間來說，送風(fēng)量往往很大，房間上部和四、下送上回這種形式的送風(fēng)口布置在下部，回風(fēng)口布置在上部，也有送回風(fēng)口都布置在下部的。對于室內(nèi)余熱量大，特別是熱源又靠近頂棚的場合，如計算機(jī)房，廣播電臺的演播大廳等，采用這種氣流組織形式是非常合適的。由于下送上回，tp>tn，故而bt>1.0，經(jīng)濟(jì)性好。但是，下部送風(fēng)溫差不能太大。為此，可采用旋流送風(fēng)口，因旋流的強(qiáng)烈混摻作用，特別是旋流中存在回流區(qū)，使得送風(fēng)與室內(nèi)空氣迅速混合和均化，從而可使送風(fēng)溫差加大?？梢哉J(rèn)為，在上述條件下，采用旋流送風(fēng)口的下送上回形式是一種較為理想的氣流組織形式。45四、下送上回這種形式的送風(fēng)口布置在下部，回風(fēng)口布置在上部，也五、上送上回這種氣流組織形式是將送風(fēng)口和回風(fēng)口疊在一起，布置在房間上部。對于那些因各種原因不能在房間下部布置回風(fēng)口的場合是相當(dāng)合適的。但應(yīng)注意氣流短路的現(xiàn)象發(fā)生。如果氣流短路時，則tp<tn，bt<1.0，經(jīng)濟(jì)性差。46五、上送上回這種氣流組織形式是將送風(fēng)口和回風(fēng)口疊在一起，布置第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計計算47第八章空調(diào)房間的氣流組織概述47一、側(cè)送側(cè)回側(cè)向送風(fēng)在整個房間內(nèi)形成一個大的回旋氣流，工作區(qū)處于回流區(qū)。為保證射流在進(jìn)到工作區(qū)之前有足夠的射程進(jìn)行衰減，工程中常設(shè)計成貼附射流.為此，送風(fēng)口應(yīng)盡量靠近頂棚布置，甚至以15～20度仰角向上送風(fēng)。為了使射流在整個射程中都能貼附于頂棚而不進(jìn)入工作區(qū)，必須控制阿基米德數(shù)小于一定數(shù)值。側(cè)送空氣射流參數(shù)，按照受限貼附射流的計算公式進(jìn)行計算。側(cè)送側(cè)回形式的氣流組織設(shè)計計算步驟如下:(一)選定送風(fēng)口型式，確定紊流系數(shù)a:布置送風(fēng)口位置，確定射程x。送風(fēng)口型式及其紊流系數(shù)可查表8-2和表8-1。(二)選取送風(fēng)溫差，計算送風(fēng)量和換氣次數(shù)。送風(fēng)溫差及換氣次數(shù)與室溫允許波動范圍有關(guān)，可查表2-12。(三)確定送風(fēng)口的出流速度v0。48一、側(cè)送側(cè)回側(cè)向送風(fēng)在整個房間內(nèi)形成一個大的回旋氣流，工作區(qū)送風(fēng)口的出流速度送風(fēng)口的出流速度是根據(jù)以下兩條原則確定的:1.應(yīng)使回流平均速度vh，p小于工作區(qū)的允許流速。工作區(qū)允許速度根據(jù)工藝要求而定，在一般情況下可按0.25m/s考慮。2在空調(diào)房間內(nèi)，為防止風(fēng)口的噪聲，限制送風(fēng)速度在2～5m/s范圍內(nèi)?？紤]以上兩條原則，表8-4中給出了最大允許送風(fēng)速度和建議送風(fēng)速度以工作區(qū)允許流速為0.25m/s，則得最大允許送風(fēng)速度為如果算出的v0=2～5m/s范圍內(nèi)，即認(rèn)為可滿足設(shè)計要求。(8-15)49送風(fēng)口的出流速度送風(fēng)口的出流速度是根據(jù)以下兩條原則確定的:(用試算法確定送風(fēng)速度v0射流自由度在計算的公式中又包含有未知數(shù)v0，因而只能用試算法來求v0，即(1)假設(shè)v0，由上式算出；(2)將算出的代入式(8-15)中，計算出v0；(3)若算得v0=2～5m/s，即認(rèn)為可滿足設(shè)計要求，否則重新假設(shè)v0，重復(fù)上述步驟，直至滿足設(shè)計要求為止。50用試算法確定送風(fēng)速度v0射流自由度50(四)確定送風(fēng)口數(shù)目N

Dtx為射程x處的軸心溫差，一般應(yīng)小于或等于空調(diào)精度。例如，空調(diào)精度為±0.5℃時，取Dtx≤0.5℃；對于高精度恒溫工程，則取空調(diào)精度的0.4～0.8倍為宜。貼附射程取為x=A－0.5m，A為房間長度，減去0.5m是考慮距墻0.5m范圍內(nèi)劃為非恒溫區(qū)。綜上所述，當(dāng)給定房間尺寸，選定送風(fēng)口型式，且知設(shè)計空調(diào)精度時，就可由圖6-16查出無因次距離，再代入式(8-17)中算出送風(fēng)口數(shù)目。51(四)確定送風(fēng)口數(shù)目N51(五)確定送風(fēng)口尺寸算得每個風(fēng)口面積f＝L/(3600v0N)根據(jù)面積f，就可確定圓形風(fēng)口的直徑或者矩形風(fēng)口的長和寬了。(六)校核射流的貼附長度射流貼附長度是否等于或大于射程長度，關(guān)系到射流會否過早地進(jìn)入工作區(qū)。因此需對貼附長度進(jìn)行校核。若算出的貼附長度大于或等于射程長度，即認(rèn)可滿足要求，否則須重新設(shè)計計算。射流貼附長度主要取決于阿基米德數(shù)Ar。阿基米德數(shù)Ar按照式(8-5)計算，式中的d0可按流量當(dāng)量直徑計算。52(五)確定送風(fēng)口尺寸算得每個風(fēng)口面積f＝L/(3600v0N(七)校核房間高度為了保證工作區(qū)都能處于回流狀態(tài)，而不受射流的影響，需要有一定的射流混合層高度，因此，空調(diào)房間的最小高度H為，H=h+W+0.07x+0.3m式中:h－空調(diào)區(qū)高度，一般取h=2m；W－送風(fēng)口底邊至頂棚距離；0.07x－射流向下擴(kuò)展的距離，取擴(kuò)散角q=4°，則tg4°=0.07；0.3m－為安全系數(shù)。如果房間高度大于或等于H，即認(rèn)可滿足要求，否則要調(diào)整設(shè)計。53(七)校核房間高度為了保證工作區(qū)都能處于回流狀態(tài)，而不受射流二、孔板送風(fēng)的設(shè)計計算當(dāng)空調(diào)房間精度或潔凈度要求很高，迭風(fēng)量很大，而房間高度又低于4m時，采用孔板送風(fēng)是相當(dāng)合適的。孔板分為全面孔板和局部孔板兩種。在整個頂棚上全面布置穿孔板，稱為全面孔板；在頂棚上局部布置穿孔板，稱為局部孔板，不同孔板布置方式及其孔口出風(fēng)參數(shù)，將會形成不同的氣流流型。全面孔板平行流型主要用于高潔凈度空調(diào)房間，不穩(wěn)定流型適用于工藝布置部分區(qū)域內(nèi)有較高精度或潔凈度要求的房間。孔板送風(fēng)設(shè)計計算步驟如下：(一)確定孔板送風(fēng)形式，即選用全面孔板或局部孔板。(二)計算送風(fēng)量L孔板送風(fēng)的特點是射流擴(kuò)展較好，軸心溫差衰減較快。因此，對于一般精度要求的空調(diào)房間，孔板送風(fēng)溫差取為6～10℃，對于區(qū)域溫差要才較嚴(yán)的空調(diào)房間，孔板送風(fēng)溫差取為3～5℃；至于潔凈度要求很高的超凈房間，其送風(fēng)量是按房間換氣次數(shù)或房間氣流斷面風(fēng)速大小來確定的。54二、孔板送風(fēng)的設(shè)計計算當(dāng)空調(diào)房間精度或潔凈度要求很高，迭風(fēng)量(三)確定孔口送風(fēng)速度v0孔板送風(fēng)的作用原理是孔口出流，靠穩(wěn)壓層與室內(nèi)之間的靜壓差將空氣送出，穩(wěn)壓層內(nèi)空氣流速愈小，孔口出流方向受其影響也愈小，從而保證氣流為垂直下送。不過，穩(wěn)壓層內(nèi)靜壓過高的話，漏風(fēng)量會增大，并且當(dāng)出風(fēng)速度超過7m/s時，會產(chǎn)生孔口噪聲，因此必須限制出風(fēng)速度v0=2～5m/s。設(shè)定v0=2～5m/s，通常取孔徑d0=4～10mm，在20℃條件下空氣運動粘性系數(shù)n=15.7×10-6m2/s。則算得平均雷諾數(shù)為從而得到送風(fēng)速度v0的另一種計算式55(三)確定孔口送風(fēng)速度v0孔板送風(fēng)的作用原理是孔口出流，靠穩(wěn)(四)計算開孔總面積Fk和凈孔面積比KFk＝L/(3600v0a)式中，a是孔口流量系數(shù)，一般取a=0.74～0.82。凈孔面積比K定義為開孔總而積Fk與孔板總面積F之比，即K＝Fk/F若孔板面積F=a×b，孔口與孔口中心距離為l。孔板縱向和橫向的開孔數(shù)分別為na和nb，na=a/l，nb=b/l孔板開孔總數(shù)n為:若孔徑為d0，則單孔面積為pd02/4,凈孔面積K可按需要開孔總面積與孔板總面積之比來求得，孔徑一般取為4～10mm，所以，很容易算出孔口之間距l(xiāng)。56(四)計算開孔總面積Fk和凈孔面積比KFk＝L/(3600v(五)計算工作區(qū)最大風(fēng)速vx孔板垂直下送風(fēng)的流程分為三個區(qū)段，即核心區(qū)段，過渡區(qū)段和紊流區(qū)段。根據(jù)射流沿流程動量不變原理，可以計算射程x處的中心速度，即最大速度。設(shè)定送風(fēng)氣流在出口處和射程x處的風(fēng)量及平均流速分別為L0，v0及Lx，vx并設(shè)空氣密度沿程不變，57(五)計算工作區(qū)最大風(fēng)速vx孔板垂直下送風(fēng)的流程分為三個區(qū)段(六)校核射流中心溫差Dtx由于孔板送風(fēng)的氣流速度衰減比較快，可以近似認(rèn)為:對于恒溫房間，應(yīng)使Dtx，小于或等于所要求的恒溫精度。58(六)校核射流中心溫差Dtx由于孔板送風(fēng)的氣流速度衰減比較快(七)穩(wěn)壓層的設(shè)計計算為保證孔板實現(xiàn)均勻送風(fēng)，則需保證穩(wěn)壓層內(nèi)靜壓處處相等。實際上，空氣在流經(jīng)穩(wěn)壓層的過程中，一方面由于流動阻力使靜壓下降，另一方面，在穩(wěn)壓層內(nèi)由于流量沿程逐漸減少，從而使動壓逐漸減少和靜壓逐漸大?？傊€(wěn)壓層內(nèi)的空氣靜壓是變化的。為保證均勻送風(fēng)，通常限制穩(wěn)壓層內(nèi)的靜壓變化不超過10%，因此，在設(shè)計穩(wěn)壓層時，一方面要使空氣流程不要太長，另一方面面要限制穩(wěn)壓層內(nèi)水平流速v與孔口流速v0的比值為v/v0≤0.25若為全孔板，則a=A，b=B，且b為氣流流程方向，穩(wěn)壓層凈高為h，則，通過穩(wěn)壓層的風(fēng)量為：L=3600v·a·hm3/h按空調(diào)房間面積計算的單位面積送風(fēng)量為Ld=L/(AB)=3600v·a·h/(a·s)m3/(h·m2)h=sLd/(3600v)將v＝0.25v0代入，得到h＝0.0011sLd/v0式中，s是空氣在靜壓層內(nèi)有孔板部分的最大流程，m。為了便于施工安裝，穩(wěn)壓層凈高h(yuǎn)一般不應(yīng)小于0.2m。59(七)穩(wěn)壓層的設(shè)計計算為保證孔板實現(xiàn)均勻送風(fēng)，則需保證穩(wěn)壓層三、噴口送風(fēng)的設(shè)計計算噴口送風(fēng)(又稱集中送風(fēng))它通常是將送回風(fēng)口布置在同一側(cè)，以較高的空氣速度和較大的風(fēng)量集中在少數(shù)的風(fēng)口射出，射流行至一定路程后折回，在房間內(nèi)形成大回流流型，使工作區(qū)處于回流區(qū)。設(shè)計噴口送風(fēng)的主要任務(wù)，是根據(jù)需要的射程、落差及工作區(qū)流速，確定噴口直徑、送風(fēng)速度及噴口數(shù)目。60三、噴口送風(fēng)的設(shè)計計算噴口送風(fēng)(又稱集中送風(fēng))它通常是將送回設(shè)計計算步驟(一)確定射流落差噴口中心標(biāo)高與射流末端的軸心標(biāo)高之差稱為射流落差。射流末端軸心標(biāo)高希望與工作區(qū)上界齊平，因比落差與噴日高度有關(guān)。若噴口太低，射流會直接進(jìn)到工作區(qū)，若噴口太高，會使回流厚度增加，回流速度減小。因此，一般噴口高度取為5～7m。(二)確定射程長度噴口送風(fēng)的射程是指噴口至射流斷面平均流速為0.2m/s間的距離。此后射流開始折回形成回流區(qū)。61設(shè)計計算步驟(一)確定射流落差61設(shè)計計算步驟(三)確定工作區(qū)流速因工作區(qū)處于回流區(qū)，故工作區(qū)流速亦即回流區(qū)流速，由于回流區(qū)的流場不象射流那樣有規(guī)律，其速度難以確定，但經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，回流平均速度與射流末端平均速度基本相等，作為近似計算，就以射流末端的平均速度代替回流平均速度。大空間噴口送風(fēng)的射流規(guī)律與自由射流規(guī)律基本相同，故而射流末端軸心速度用下式計算:取射流末端平均速度vxp近似等于軸心速度vx的一半，則vxp＝0.5vx62設(shè)計計算步驟(三)確定工作區(qū)流速62設(shè)計計算步驟(四)選定送風(fēng)溫差，計算送風(fēng)量L由于噴口送風(fēng)射程長，卷吸空氣量大，即溫度衰減大，因此可以選用較大送風(fēng)溫差，通常取Dt0=8～12℃，因送風(fēng)溫差大，|Ar|大，射流彎曲不可忽視，其彎曲程度用相對落差麥?zhǔn)尽?五)設(shè)計噴口出流速度vo當(dāng)送風(fēng)量一定時，出流速度v0與噴口直徑d0是相關(guān)的。為滿足有足夠長的射程，v0和d0都要求足夠大。但是，為防噪聲，限制v0=4～10m/s，為保證衰減，限制d0=0.2～0.8m為了防止射流過早進(jìn)入工作區(qū)，就必須限制阿基米德數(shù)Ar，由v0和d0的不同組合可以得到相同的Ar。為此，可以先假設(shè)一個d0，由計算Ar的公式，反算出v0，若算得v0<10m/s，而且將v0代入式(8-39)中，若算得vxp<0.5m/s，即可認(rèn)為滿足要求。否則重新假設(shè)d0，重復(fù)上述步驟，直到滿足要求為止。63設(shè)計計算步驟(四)選定送風(fēng)溫差，計算送風(fēng)量L63設(shè)計計算步驟(六)計算噴口數(shù)目N每個噴口送風(fēng)量為需要噴口的數(shù)目為64設(shè)計計算步驟(六)計算噴口數(shù)目N64第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計計算65第八章空調(diào)房間的氣流組織概述1第一節(jié)概述氣流組織設(shè)計的任務(wù)是合理地組織室內(nèi)空氣的流動、使室內(nèi)工作區(qū)空氣的溫度、濕度、速度和潔凈度能更好地滿足工藝要求及人們的舒適感要求?？照{(diào)房間氣流組織是否合理，不僅直接影響房間的空調(diào)效果，而且也影響空調(diào)系統(tǒng)的能耗量。影響氣流組織的因素很多，如送風(fēng)口位置及型式，回風(fēng)口位置，房間幾何形狀及室內(nèi)的各種擾動等。其中以送風(fēng)口的空氣射流及其參數(shù)對氣流組織的影響最為重要。66第一節(jié)概述氣流組織設(shè)計的任務(wù)是合理地組織室內(nèi)空氣的流動、使第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計計算67第八章空調(diào)房間的氣流組織概述3第二節(jié)送風(fēng)口空氣射流由送風(fēng)口射出的空氣射流，對室內(nèi)氣流組織影響最大，因此，首先要討論清楚送風(fēng)口空氣射流的流動規(guī)律。先從等溫自由射流入手，然后再考慮溫差及邊界條件等對射流的影響，從而使所討論的間題更加接近實際。在討論送風(fēng)口空氣射流時，重點在于闡明基本概念，確定各種射流的作用范圍及其速度分布，為空調(diào)房間氣流組織設(shè)計計算提供理論基礎(chǔ)。68第二節(jié)送風(fēng)口空氣射流由送風(fēng)口射出的空氣射流，對室內(nèi)氣流組織一、等溫自由紊流射流設(shè)射流溫度與房間溫度相同，房間體積比射流體積大得多，送風(fēng)口長寬比小于10，射流呈紊流狀態(tài)。當(dāng)射流進(jìn)入房間后，射流邊界與周圍氣體不斷進(jìn)行動量、質(zhì)量交換，周圍空氣不斷被卷入，射流流量不斷增加，斷面不斷擴(kuò)大。而射流速度則因與周圍空氣的動量交換而不斷下降，當(dāng)射流邊界層擴(kuò)散到軸心時，射流發(fā)展到了主體段，隨著射程的繼續(xù)增大，速度繼續(xù)減小，直至消失。69一、等溫自由紊流射流設(shè)射流溫度與房間溫度相同，房間體積比射流等溫自由紊流射流射流軸心速度的計算公式射流橫斷面直徑計算公式70等溫自由紊流射流射流軸心速度的計算公式6紊流系數(shù)紊流系數(shù)α值的大小與射流出口截面上的速度分布情況有關(guān)，分布愈不均勻，α值愈大。此外，α值大小還與射流出口截面上的初始紊動強(qiáng)度有關(guān)。紊流系數(shù)直接影響射流發(fā)展的快慢，α值大，橫向脈動大，射流擴(kuò)散角就大，射程就短。要想增大射程，可以提高出出口速度v0或者減小紊流系數(shù)α；要想增大射流擴(kuò)散角，可以選用α值較大的送風(fēng)口。71紊流系數(shù)紊流系數(shù)α值的大小與射流出口截面上的速度分布情況有關(guān)二、非等溫自由射流當(dāng)射流出口溫度與房間溫度不相同時，稱為非等溫射流。在空氣調(diào)節(jié)中，正是這種非等溫射流。送風(fēng)溫度低于室內(nèi)溫度者為“冷射流”，高于室內(nèi)溫度者為“熱射流”。(一)軸心溫差計算公式非等溫射流進(jìn)入房間后，射流邊界與周圍空氣之間不僅要進(jìn)行動量交換，面且要進(jìn)行熱量交換。因此，射流隨著離開出口的距離增大，其軸心溫度也在變化。軸心溫差計算公式為72二、非等溫自由射流當(dāng)射流出口溫度與房間溫度不相同時，稱為非等非等溫自由射流(二)軸心溫差變化與軸心速度變化之比較熱量擴(kuò)散比動量擴(kuò)散要快些，且有下式成立(三)阿基米德數(shù)Ar阿基米德數(shù)Ar表征浮升力與慣性力之比，其表達(dá)式為73非等溫自由射流(二)軸心溫差變化與軸心速度變化之比較9射流軸心軌跡對于非等溫射流而言，阿基米德數(shù)Ar是十分重要的無因次準(zhǔn)則數(shù)。如Ar=0時，顯然是等溫射流；如|Ar|<0.001時，仍可按等溫射流計算:如|Ar|>0.001時，射流軸心軌跡的計算公式為:式中:y－射流軸心偏離水平軸之距離。

α－射流出口軸線與水平軸之夾角。

a－紊流系數(shù)74射流軸心軌跡對于非等溫射流而言，阿基米德數(shù)Ar是十分重要的無三、受限射流當(dāng)射流邊界的擴(kuò)展受到房間邊壁影響時，就稱為受限射流。不管是受限射流還是自由射流，都是對周圍空氣的擾動，它所具有的能量是有限的，它能引起的擾動范圍也是有限的，不可能擴(kuò)展到無限遠(yuǎn)去，而受限射流還要受到房間邊壁的影響，因此形成了受限射流的特征。75三、受限射流當(dāng)射流邊界的擴(kuò)展受到房間邊壁影響時，就稱為受限射(一)受限射流的幾何形狀射流的幾何形狀與送風(fēng)口安裝位置有關(guān)。假設(shè)房高為H，送風(fēng)口高度為h，則當(dāng)h＝0.5H時，射流上下對稱，呈橄欖形；當(dāng)h≥0.7H時，由于射流上部與頂棚之間距離減小，卷吸的空氣量少，因而流速大，靜壓小，而射流下部則靜壓大，上下壓力差將射流往上舉，使得氣流貼附于頂棚而流動，故稱貼附射流。貼附射流僅有一邊卷吸周圍空氣，速度衰減慢，射程比較長。如是冷射流，則貼附長度縮短，并且|Ar|愈大，貼附長度愈短。當(dāng)射流不斷卷吸周圍空氣時，周圍較遠(yuǎn)處空氣流必然要來補(bǔ)充，由于邊壁的存在與影響，勢必導(dǎo)致形成回流(見圖8-3)。而回流范圍有限，則促使射流外逸，于是射流與回流閉合，形成大渦流。在所謂的第Ⅱ臨界斷面處，將出現(xiàn)極值:射流斷面最大，射流流量最大，回流流速最大。76(一)受限射流的幾何形狀射流的幾何形狀與送風(fēng)口安裝位置有關(guān)。(二)半經(jīng)驗公式若用Fn表示垂直于單股射流的房間橫截面積，則射流自由度可表示為射流的無因次距離為第Ⅱ臨界斷面的無因次距離為=0.2最大回流平均速度vhp77(二)半經(jīng)驗公式若用Fn表示垂直于單股射流的房間橫截面積，則四、平行射流的疊加當(dāng)兩股平行射流距離比較近時，射流的發(fā)展互相影響。在匯合之前，每股射流獨立發(fā)展。匯合之后，射流邊界相交，互相干擾并重疊，逐漸形成一股總射流。總射流的軸心速度逐漸增大，直至最大，然后再逐漸衰減直至趨近于零。78四、平行射流的疊加當(dāng)兩股平行射流距離比較近時，射流的發(fā)展互相五、旋轉(zhuǎn)射流氣流通過具有旋流作用的噴咀向外射出，氣流本身一面旋轉(zhuǎn)，一面又向靜止介質(zhì)中擴(kuò)散前進(jìn)，這種射流稱為旋轉(zhuǎn)射流。由于射流的旋轉(zhuǎn)，使得射流介質(zhì)獲得向四周擴(kuò)散的離心力。和一般射流相比，旋轉(zhuǎn)射流的擴(kuò)散角要大得多，射程短得多，并且在射流內(nèi)部形成了一個回流區(qū)。正因為旋轉(zhuǎn)射流有如此特點，所以，對于要求快速混合的通風(fēng)場合，用它作為送風(fēng)口是很合適的。79五、旋轉(zhuǎn)射流氣流通過具有旋流作用的噴咀向外射出，氣流本身一面第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計計算80第八章空調(diào)房間的氣流組織概述16第三節(jié)回風(fēng)口的空氣匯流由流體力學(xué)可知，對于一個點匯，其流場中的等速面是以匯點為中心的等球面。因為通過各個球面的流量都相等，故有下式成立：v1、v2－任意兩個球面的流速。

r1、r2－任意兩個球面至匯點的距離?？梢钥闯?，對于匯流來說，隨著離開匯點的距離增加，流速呈二次方衰減。所以匯流的作用范圍是很小的，這就是它對房間氣流組織影響比較小的原因。81第三節(jié)回風(fēng)口的空氣匯流由流體力學(xué)可知，對于一個點匯，其流場回風(fēng)口的空氣匯流實際回風(fēng)口面積與房間相比，并不能看作為一個點，而是一個面積。因此，用點匯的計算方法來計算回風(fēng)口的匯流場是不合適的。圖(8-7)是對具有面積為F的回風(fēng)口的實驗曲線，其等速面為橢球面。寫成公式形式為適用范圍為，回風(fēng)口的高寬比大于0.2及x/d≤1.5，其中d0為回風(fēng)口的當(dāng)量直徑。82回風(fēng)口的空氣匯流實際回風(fēng)口面積與房間相比，并不能看作為一個點第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計計算83第八章空調(diào)房間的氣流組織概述19一、送風(fēng)口型式送風(fēng)口型式及其紊流系數(shù)大小，對射流的發(fā)展及流型的形成都有直接影響。因此，在設(shè)計氣流組織時，根據(jù)空調(diào)精度、氣流型式、送風(fēng)口安裝位置以及建筑裝修的藝術(shù)配合等方面的要求選擇不同型式的送風(fēng)口。(一)側(cè)送風(fēng)口在房間內(nèi)橫向送出氣流的風(fēng)口叫側(cè)送風(fēng)口。這類風(fēng)口中，用得最多的是百葉風(fēng)口。百葉風(fēng)口中的百葉做成活動可調(diào)，既能調(diào)風(fēng)量，也能調(diào)方向。為了滿足不同的調(diào)節(jié)性能要求，可將百葉做成多層，每層有各自的調(diào)節(jié)功能。除了百葉送風(fēng)口外，還有格柵送風(fēng)口和條縫送風(fēng)口，這兩種風(fēng)口可以與建筑裝飾很好地配合。84一、送風(fēng)口型式送風(fēng)口型式及其紊流系數(shù)大小，對射流的發(fā)展及流型常用側(cè)送風(fēng)口型式85常用側(cè)送風(fēng)口型式218622固定葉片斜百葉式送風(fēng)口可開百葉側(cè)壁格柵風(fēng)口葉片固定，傾斜角24度?？勺鳛樗惋L(fēng)口或回風(fēng)口有單向和雙向斜送風(fēng)兩種整個風(fēng)口呈活門形式，活門與邊框間開關(guān)自如，有利于安裝和與過濾器的配套使用，常用于客房的回風(fēng)87固定葉片斜百葉式送風(fēng)口可開百葉側(cè)壁格柵風(fēng)口葉片固定，傾斜角2自垂百葉風(fēng)口遮光百葉風(fēng)口用于有正壓的空調(diào)房間的自動排氣百葉依靠自重自然下垂，隔絕室內(nèi)外的空氣交換，當(dāng)室內(nèi)氣壓高于室外時，氣流將百葉吹開，排氣，反之，則不行。用于暗室通風(fēng)88自垂百葉風(fēng)口遮光百葉風(fēng)口用于有正壓的空調(diào)房間的自動排氣用于垂直送風(fēng)，側(cè)送，上送，一般空調(diào)工程格柵風(fēng)口（Grille)89垂直送風(fēng)，側(cè)送，上送，一般空調(diào)工程格柵風(fēng)口（Grille)2條縫散流器(Linearslotdiffusers)VAV合適燈具送風(fēng)散流器(Lighttrofferdiffusers)VAV合適條縫隔柵風(fēng)口（LinearBarGrille)：一般空調(diào)適用：內(nèi)區(qū)吊頂，周邊吊頂，窗臺，地板，上側(cè)送條縫風(fēng)口(Linearslotoutlets)90條縫散流器(Linearslotdiffusers)V(二)散流器散流器是安裝在頂棚上的送風(fēng)口，自上而下送出氣流。散流器的型式很多，有盤式散流器，氣流呈輻射狀送出，且為貼附射流；有片式散流器，設(shè)有多層可調(diào)散流片，使送風(fēng)或呈輻射狀，或呈錐形擴(kuò)散；也有將送回風(fēng)口結(jié)合在一起的送、吸式散流器；另外還有適用于凈化空調(diào)的流線型散流器。91(二)散流器散流器是安裝在頂棚上的送風(fēng)口，自上而下送出氣流。9228方矩形散流器:氣流形式為貼附（平送）型一般用于冷暖送風(fēng)吹出氣流貼附型結(jié)構(gòu)多為多層錐面型室內(nèi)誘導(dǎo)氣流量大，出風(fēng)氣流速度和溫度衰減快圓形散流器93方矩形散流器:氣流形式為貼附（平送）型一般用于冷暖送風(fēng)圓形圓盤散流器:

一般用于冷暖送風(fēng)

吹出氣流散流（下送）型圓形斜片散流器:圓形外框，直形葉片，葉片傾斜角24度圓環(huán)形葉片散流器:葉片圓環(huán)形94圓盤散流器:

一般用于冷暖送風(fēng)

吹出氣流散流（下送）型圓形斜(三)孔板送風(fēng)口空氣經(jīng)過開有若干小孔的孔板而進(jìn)人房間，這種風(fēng)口型式叫孔板送風(fēng)口?？装逅惋L(fēng)口的最大特點是送風(fēng)均勻，氣流速度衰減快。因此最適用于要求工作區(qū)氣流均勻、區(qū)域溫差較小的房間，如高精度恒溫室與平行流潔凈室。95(三)孔板送風(fēng)口空氣經(jīng)過開有若干小孔的孔板而進(jìn)人房間，這種風(fēng)(四)噴射式送風(fēng)口噴射式送風(fēng)口是一個漸縮圓錐臺形短管，它的漸縮角很小，風(fēng)口無葉片阻擋，噪聲低，紊流系數(shù)小，射程長。這種送風(fēng)口適用于大空間公共建筑，如體育館，電影院以及大的生產(chǎn)車間等場合。96(四)噴射式送風(fēng)口噴射式送風(fēng)口是一個漸縮圓錐臺形短管，它的漸(五)旋流送風(fēng)口空調(diào)送風(fēng)經(jīng)旋流葉片切向進(jìn)入集塵箱，形成旋轉(zhuǎn)氣流由格柵送出。送風(fēng)氣流與室內(nèi)空氣混合好，速度衰減快。這種送風(fēng)口很適合于電子計算機(jī)房的地面送風(fēng)。97(五)旋流送風(fēng)口空調(diào)送風(fēng)經(jīng)旋流葉片切向進(jìn)入集塵箱，形成旋轉(zhuǎn)氣二、回風(fēng)口由于回風(fēng)口的匯流場對房間氣流組織影響比較小，因此它的形式也比較簡單，有的只在孔口加一金屬網(wǎng)格，也有裝格柵和百葉的，通常要與建筑裝飾相配合?；仫L(fēng)口的形狀和位置根據(jù)氣流組織要求而定。若設(shè)在房間下部時，為避免灰塵和雜物被吸入，風(fēng)口下緣離地面至少為0.15m?；仫L(fēng)口形式可以簡單，但要求應(yīng)有調(diào)節(jié)風(fēng)量的裝置。98二、回風(fēng)口由于回風(fēng)口的匯流場對房間氣流組織影響比較小，因此它第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計計算99第八章空調(diào)房間的氣流組織概述35一、技術(shù)指標(biāo)籠統(tǒng)地說，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)就是理所當(dāng)然的技術(shù)指標(biāo)。但對不同性質(zhì)的空調(diào)系統(tǒng)來說，由于所要強(qiáng)調(diào)的角度不同，所以往往提出不同的評價指標(biāo)。(一)速度不均勻系數(shù)對工藝性空調(diào)來說，除了要求在工作區(qū)內(nèi)所有測點的速度平均值滿足設(shè)計要求外，還要求工作區(qū)內(nèi)的速度不均勻性滿足設(shè)計要求。為此，引入“速度不均勻系數(shù)”K。式中:n－測量點數(shù)，v－工作區(qū)任一點速度，vp－n個測點的速度算術(shù)平均值，

sv－速度的均方根偏差。100一、技術(shù)指標(biāo)籠統(tǒng)地說，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)就是理所當(dāng)然的技術(shù)指標(biāo)。但對不(二)有效溫度差對舒適性空調(diào)來說，則用人的舒適感覺作為評價的技術(shù)指標(biāo)。人的舒適感覺與眾多因素有關(guān)，評價指標(biāo)也可以是各種各樣。這里采用有效溫度差q

來評價溫度和速度對舒適感覺的綜合作用效果。q

=(t－tn)－M(v－vr)式中:t－房間任一點溫度，

v－房間任一點速度，

tn－給定室溫，

vr－停滯區(qū)流速，取vr＝0.15m/s，

M－與單位風(fēng)速效應(yīng)相當(dāng)?shù)臏囟戎?，取M＝7.66℃(m·s-1)。大多數(shù)人感覺舒適的有效溫度差q值，是根據(jù)實驗或投票確定的。若q＝-1.7～+1.1之間，則多數(shù)人感覺舒適。101(二)有效溫度差對舒適性空調(diào)來說，則用人的舒適感覺作為評價的二、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)氣流組織設(shè)計的任務(wù)，就是以一定型式送進(jìn)房間一定數(shù)量經(jīng)過處理成某種參數(shù)的空氣，用以消除室內(nèi)一定量的某種有害物使室內(nèi)工作區(qū)空氣的某些參數(shù)的值和波動范圍達(dá)到設(shè)計要求。換句話說，消除室內(nèi)某種有害物是以投入能量為代價的。因此，作為評價氣流組織的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，就應(yīng)能夠反映投入能量的利用程度，為此，引入“投入能量利用系數(shù)”b.恒溫空調(diào)系統(tǒng)的“投入能量利用系數(shù)”bt。式中:t0－送風(fēng)溫度，

tn－工作區(qū)設(shè)計溫度，

tp－排風(fēng)溫度。通常，送風(fēng)量是根據(jù)排風(fēng)溫度等于工作區(qū)設(shè)計溫度進(jìn)行計算的。實際上，房間內(nèi)的溫度并不處處均勻相等，因此，排風(fēng)口設(shè)置在不同部位，就會有不同的排風(fēng)溫度，投入能量利用系數(shù)也不相同。102二、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)氣流組織設(shè)計的任務(wù)，就是以一定型式送進(jìn)房間一定數(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以看出:當(dāng)tp=tn時，bt=1.0，表明送風(fēng)經(jīng)熱交換吸收余熱量后達(dá)到室內(nèi)溫度，并進(jìn)而排出室外。當(dāng)tp>tn時，bt>1.0，表明送風(fēng)吸收部分余熱達(dá)到室內(nèi)溫度、且能控制工作區(qū)的溫度，而排風(fēng)溫度可以高于室內(nèi)溫度，經(jīng)濟(jì)性好。當(dāng)tp<tn時，bt<1.0，表明投入的能量沒有得到完全利用，住住是由于短路而未能發(fā)揮送入風(fēng)量的排熱作用，經(jīng)濟(jì)性差。至于消除其他有害物的空調(diào)系統(tǒng)，也可采用類似上述的評價方法.103經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以看出:39第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計計算104第八章空調(diào)房間的氣流組織概述40第六節(jié)氣流組織形式按照送、回風(fēng)口布置位置和型式的不同，可以有各種各樣的氣流組織形式。大致可以歸納為以下五種:側(cè)送側(cè)回、上送下回、中送上下回、下送上回及上送上回。一、側(cè)送側(cè)回側(cè)送風(fēng)口布置在房間的側(cè)墻上部，空氣橫向送出，氣流吹到對面墻上轉(zhuǎn)折下落到工作區(qū)以較低速度流過工作區(qū)，再由布置在同側(cè)的回風(fēng)口排出。根據(jù)房間跨度大小，可以布置成單側(cè)送單側(cè)回和雙側(cè)送雙側(cè)回。105第六節(jié)氣流組織形式按照送、回風(fēng)口布置位置和型式的不同，可以側(cè)送側(cè)回的優(yōu)點側(cè)送側(cè)回形式使工作區(qū)處于回流區(qū)，具有以下優(yōu)點。由于送風(fēng)射流在到達(dá)工作區(qū)之前，已與房間空氣進(jìn)行了比較充分的混合，速度場和溫度場都趨于均勻和穩(wěn)定，因此能保證工作區(qū)氣流速度和溫度的均勻性。所以對于側(cè)送側(cè)回來說，容易滿足設(shè)計對于速度不均勻系數(shù)的要求。工作區(qū)處于回流區(qū)，故而tp=tn，投入能量利用系數(shù)bt=1.0。此外，由于側(cè)送側(cè)回的射流射程比較長，射流來得及充分衰減，故可加大送風(fēng)溫差?；谏鲜鰞?yōu)點，側(cè)送側(cè)回是用得最多的氣流組織形式。106側(cè)送側(cè)回的優(yōu)點側(cè)送側(cè)回形式使工作區(qū)處于回流區(qū)，具有以下優(yōu)點。二、上送下回孔板送風(fēng)和散流器送風(fēng)是常見的上送下回形式?？装逅惋L(fēng)和密布散流器送風(fēng)，可以形成平行流流型、渦流少，斷面速度場均勻。對于溫濕度要求精度高的房間，特別是要求潔凈度很高的房間，則是理想的氣流組織型式。這種形式的排風(fēng)溫度接近室內(nèi)工作區(qū)平均溫度，即tp≌tn，b≌

1.0。107二、上送下回孔板送風(fēng)和散流器送風(fēng)是常見的上送下回形式。43三、中進(jìn)下、上回對于高大房間來說，送風(fēng)量往往很大，房間上部和下部的溫差也比較大，因此將房間分為上下兩部分對待是合適的。下部視為工作區(qū)，上部視為非工作區(qū)。采用中部送風(fēng)，下部和上部同時排風(fēng)，形成兩個氣流區(qū)，保證下部工作區(qū)達(dá)到空調(diào)設(shè)計要求，而上部氣流區(qū)負(fù)擔(dān)排走非空調(diào)區(qū)的余熱量。顯然，下部氣流區(qū)的氣流組織就是側(cè)送側(cè)回，故而bt=1.0。108三、中進(jìn)下、上回對于高大房間來說，送風(fēng)量往往很大，房間上部和四、下送上回這種形式的送風(fēng)口布置在下部，回風(fēng)口布置在上部，也有送回風(fēng)口都布置在下部的。對于室內(nèi)余熱量大，特別是熱源又靠近頂棚的場合，如計算機(jī)房，廣播電臺的演播大廳等，采用這種氣流組織形式是非常合適的。由于下送上回，tp>tn，故而bt>1.0，經(jīng)濟(jì)性好。但是，下部送風(fēng)溫差不能太大。為此，可采用旋流送風(fēng)口，因旋流的強(qiáng)烈混摻作用，特別是旋流中存在回流區(qū)，使得送風(fēng)與室內(nèi)空氣迅速混合和均化，從而可使送風(fēng)溫差加大。可以認(rèn)為，在上述條件下，采用旋流送風(fēng)口的下送上回形式是一種較為理想的氣流組織形式。109四、下送上回這種形式的送風(fēng)口布置在下部，回風(fēng)口布置在上部，也五、上送上回這種氣流組織形式是將送風(fēng)口和回風(fēng)口疊在一起，布置在房間上部。對于那些因各種原因不能在房間下部布置回風(fēng)口的場合是相當(dāng)合適的。但應(yīng)注意氣流短路的現(xiàn)象發(fā)生。如果氣流短路時，則tp<tn，bt<1.0，經(jīng)濟(jì)性差。110五、上送上回這種氣流組織形式是將送風(fēng)口和回風(fēng)口疊在一起，布置第八章空調(diào)房間的氣流組織概述送風(fēng)口空氣射流回風(fēng)口的空氣匯流送、回風(fēng)口型式氣流組織的評價指標(biāo)氣流組織形式氣流組織設(shè)計計算111第八章空調(diào)房間的氣流組織概述47一、側(cè)送側(cè)回側(cè)向送風(fēng)在整個房間內(nèi)形成一個大的回旋氣流，工作區(qū)處于回流區(qū)。為保證射流在進(jìn)到工作區(qū)之前有足夠的射程進(jìn)行衰減，工程中常設(shè)計成貼附射流.為此，送風(fēng)口應(yīng)盡量靠近頂棚布置，甚至以15～20度仰角向上送風(fēng)。為了使射流在整個射程中都能貼附于頂棚而不進(jìn)入工作區(qū)，必須控制阿基米德數(shù)小于一定數(shù)值。側(cè)送空氣射流參數(shù)，按照受限貼附射流的計算公式進(jìn)行計算。側(cè)送側(cè)回形式的氣流組織設(shè)計計算步驟如下:(一)選定送風(fēng)口型式，確定紊流系數(shù)a:布置送風(fēng)口位置，確定射程x。送風(fēng)口型式及其紊流系數(shù)可查表8-2和表8-1。(二)選取送風(fēng)溫差，計算送風(fēng)量和換氣次數(shù)。送風(fēng)溫差及換氣次數(shù)與室溫允許波動范圍有關(guān)，可查表2-12。(三)確定送風(fēng)口的出流速度v0。112一、側(cè)送側(cè)回側(cè)向送風(fēng)在整個房間內(nèi)形成一個大的回旋氣流，工作區(qū)送風(fēng)口的出流速度送風(fēng)口的出流速度是根據(jù)以下兩條原則確定的:1.應(yīng)使回流平均速度vh，p小于工作區(qū)的允許流速。工作區(qū)允許速度根據(jù)工藝要求而定，在一般情況下可按0.25m/s考慮。2在空調(diào)房間內(nèi)，為防止風(fēng)口的噪聲，限制送風(fēng)速度在2～5m/s范圍內(nèi)?？紤]以上兩條原則，表8-4中給出了最大允許送風(fēng)速度和建議送風(fēng)速度以工作區(qū)允許流速為0.25m/s，則得最大允許送風(fēng)速度為如果算出的v0=2～5m/s范圍內(nèi)，即認(rèn)為可滿足設(shè)計要求。(8-15)113送風(fēng)口的出流速度送風(fēng)口的出流速度是根據(jù)以下兩條原則確定的:(用試算法確定送風(fēng)速度v0射流自由度在計算的公式中又包含有未知數(shù)v0，因而只能用試算法來求v0，即(1)假設(shè)v0，由上式算出；(2)將算出的代入式(8-15)中，計算出v0；(3)若算得v0=2～5m/s，即認(rèn)為可滿足設(shè)計要求，否則重新假設(shè)v0，重復(fù)上述步驟，直至滿足設(shè)計要求為止。114用試算法確定送風(fēng)速度v0射流自由度50(四)確定送風(fēng)口數(shù)目N

Dtx為射程x處的軸心溫差，一般應(yīng)小于或等于空調(diào)精度。例如，空調(diào)精度為±0.5℃時，取Dtx≤0.5℃；對于高精度恒溫工程，則取空調(diào)精度的0.4～0.8倍為宜。貼附射程取為x=A－0.5m，A為房間長度，減去0.5m是考慮距墻0.5m范圍內(nèi)劃為非恒溫區(qū)。綜上所述，當(dāng)給定房間尺寸，選定送風(fēng)口型式，且知設(shè)計空調(diào)精度時，就可由圖6-16查出無因次距離，再代入式(8-17)中算出送風(fēng)口數(shù)目。115(四)確定送風(fēng)口數(shù)目N51(五)確定送風(fēng)口尺寸算得每個風(fēng)口面積f＝L/(3600v0N)根據(jù)面積f，就可確定圓形風(fēng)口的直徑或者矩形風(fēng)口的長和寬了。(六)校核射流的貼附長度射流貼附長度是否等于或大于射程長度，關(guān)系到射流會否過早地進(jìn)入工作區(qū)。因此需對貼附長度進(jìn)行校核。若算出的貼附長度大于或等于射程長度，即認(rèn)可滿足要求，否則須重新設(shè)計計算。射流貼附長度主要取決于阿基米德數(shù)Ar。阿基米德數(shù)Ar按照式(8-5)計算，式中的d0可按流量當(dāng)量直徑計算。116(五)確定送風(fēng)口尺寸算得每個風(fēng)口面積f＝L/(3600v0N(七)校核房間高度為了保證工作區(qū)都能處于回流狀態(tài)，而不受射流的影響，需要有一定的射流混合層高度，因此，空調(diào)房間的最小高度H為，H=h+W+0.07x+0.3m式中:h－空調(diào)區(qū)高度，一般取h=2m；W－送風(fēng)口底邊至頂棚距離；0.07x－射流向下擴(kuò)展的距離，取擴(kuò)散角q=4°，則tg4°=0.07；0.3m－為安全系數(shù)。如果房間高度大于或等于H，即認(rèn)可滿足要求，否則要調(diào)整設(shè)計。117(七)校核房間高度為了保證工作區(qū)都能處于回流狀態(tài)，而不受射流二、孔板送風(fēng)的設(shè)計計算當(dāng)空調(diào)房間精度或潔凈度要求很高，迭風(fēng)量很大，而房間高度又低于4m時，采用孔板送風(fēng)是相當(dāng)合適的?？装宸譃槿婵装搴途植靠装鍍煞N。在整個頂棚上全面布置穿孔板，稱為全面孔板；在頂棚上局部布置穿孔板，稱為局部孔板，不同孔板布置方式及其孔口出風(fēng)參數(shù)，將會形成不同的氣流流型。全面孔板平行流型主要用于高潔凈度空調(diào)房間，不穩(wěn)定流型適用于工藝布置部分區(qū)域內(nèi)有較高精度或潔凈度要求的房間?？装逅惋L(fēng)設(shè)計計算步驟如下：(一)確定孔板送風(fēng)形式，即選用全面孔板或局部孔板。(二)計算送風(fēng)量L孔板送風(fēng)的特點是射流擴(kuò)展較好，軸心溫差衰減較快。因此，對于一般精度要求的空調(diào)房間，孔板送風(fēng)溫差取為6～10℃，對于區(qū)域溫差要才較嚴(yán)的空調(diào)房間，孔板送風(fēng)溫差取為3～5℃；至于潔凈度要求很高的超凈房間，其送風(fēng)量是按房間換氣次數(shù)或房間氣流斷面風(fēng)速大小來確定的。118二、孔板送風(fēng)的設(shè)計計算當(dāng)空調(diào)房間精度或潔凈度要求很高，迭風(fēng)量(三)確定孔口送風(fēng)速度v0孔板送風(fēng)的作用原理是孔口出流，靠穩(wěn)壓層與室內(nèi)之間的靜壓差將空氣送出，穩(wěn)壓層內(nèi)空氣流速愈小，孔口出流方向受其影響也愈小，從