文档介绍：关键词:防烟气倒灌引射诱导器排风量静压变化规律 CFD模拟前言目前住宅建筑中出现的厨房,卫生间排气道,主要存在防倒灌,防串烟串味的能力低,尤其在20层以上的...*住宅排烟道防烟气倒灌的模拟研究
中国建筑科学研究院空调所胡小明彭荣
摘要:我国住宅排烟道在并联多个排油烟机且不设总排风机的工况下,尚存在防烟气倒灌能力低的问题。目前,北京某厂家推出一种内置引射诱导器的通风排烟系统,并由国家空调设备质量检测中心实地进行空气动力性能检测,证明其防烟气倒灌的效果比较好。
本文选取上述空气动力性能检测中的某一近似工况,运用CFD软件模拟引射诱导器的工作原理,分析烟道、引射器中的静压与排风量间的变化规律,及研究引射器的引射特性。模拟结果表明,管道排风量与静压变化规律和实地检测的变化规律基本一致。从而证明在实验结论的支持下,用CFD模拟代替繁杂的物理模型实验是可行的方案,这对今后通风排烟系统的开发设计具有重要意义。
关键词:防烟气倒灌引射诱导器排风量静压变化规律 CFD模拟
前言
目前住宅建筑中出现的厨房、卫生间排气道,主要存在防倒灌、防串烟串味的能力低,尤其在20层以上的住宅建筑中最明显,用户反映不满意。以往许多学者曾对此问题做过不少研究开发,但对此问题解决不够完善,只在10层以下的住宅建筑中还有效果。有的为了解决这一问题,还在排烟道进口处,又增设了逆止阀装置,即排油烟机关闭时,逆止阀也关闭,阻止了通风道中油烟的倒灌,但时间一久,由于中国式的烹饪****惯所产生的油烟将逆止阀的阀片牢牢沾死,再也无法排风了,油烟机只耗电,排不了风,给用户造成不良后果,其通风效果可想而知。
为此,北京某厂家经上百次地试验,研发出了既能防倒灌、防串烟串味,又能满足避风能力的排烟道系统[1}。其系统不设总排风机,是由多节土建风道、油烟机和风帽组成,(由导流板、引射器及排烟支管构成,详见图2)。该系统中引射诱导器的工作特性类似于文丘里流量计的工作特性[2]。
文丘里流量计如图1所示,是由一段渐缩管,一段喉管和一段渐扩管,前后相连而成。当流体通过此流量计时,由于喉管断面缩小,流速增加,压强相应减低,用压差计测定压差,根据喉管尺寸可
图1 文丘里流量计计算出流速和流量。若在喉管开一小孔,当进气(V1)通过喉管时,在气流(V2)的诱导作用下,将垂直管中的空气(V3)抽入水平管中,变成V2+V3=V4 的气流流出。
当油烟机关闭时,气流经过导流板喉部渐缩空间的风速变大,静压相对应地减低,从而在引射器周围形成低静压带,同时风道内气流流过引射端管表面时,借助喉部高风速对引射器内的空气起到诱导作用,在引射器内形成负静压,即达到了防烟气倒灌的效果;当油烟机不同层开机时,通过引射诱导器将油烟机的排风量变成主烟道内的喷射射流,在不同烟道高度上,形成多股射流的接力通风效果。根据烟道在不同高度层上,可调节导流板与引射器之间的峡缝宽度,以利达到顺畅的排风作用。
其理论推导如下:
(1-1)
由于Z1=Z2=0,并移项得:
(1-2)
又因为(1-3)
转化为(1-4)
代入能量方程(1-2)式中得:
(1-5)
由(1-5)式可看出,当风量一定时,缩小喉管尺寸,通过喉管的风速V2增大,△h也增大。喉管静压P2变小了,但同时管内阻力增大,喉管前部的