文档介绍：2015年2月 The Chinese Journal of Process Engineering Feb. 2015收稿日期:2014?11?15,修回日期:2015?01?04 基金项目:安徽高校省级自然科学研究项目资助(编号:KJ2012Z033) 作者简介:韩云龙(1974?),男,黑龙江五大连池人,博士,副教授,研究方向为室内空气品质及污染物治理技术,E-mail: ******@.通风管道结构形式对颗粒物沉积的影响韩云龙, 殷传慧, 胡永梅(安徽工业大学建筑工程学院,安徽马鞍山 243032)摘要:在矩形断面通风管道无因次颗粒物沉积速率计算结果与相关实验数据验证的基础上,对弯头、变径、三通等通风管道结构内的颗粒物沉积进行了数值模拟. 管道流动采用RSM湍流模型,并应用拉格朗日随机轨道模型描述气固两相流动中颗粒运动. 结果表明,直管段内无因次颗粒物沉积速率与相关研究结果变化趋势相近,直管段侧壁、顶面无因次颗粒物沉积速率在无因次松弛时间大于1时(粒径约10 μm)呈下降趋势. 弯头、变径及三通管段内颗粒物沉积率随斯托克斯数(St)增加而升高,当St<,3种管段结构内颗粒物沉积率均较小且相差较小;当St>,相同St下弯头内颗粒物沉积率最高,其次为三通和变径. 直管段内小粒径颗粒物(<10 μm)主要受湍流扩散作用而沉积,对于大颗粒的沉积则主要受重力影响;弯头、变径及三通管段内颗粒St>,颗粒物的沉积主要受惯性碰撞影响. 关键词:颗粒物;沉积;通风管道;结构;数值模拟中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009?606X(2015)01?0040?051 前言集中式空调系统在公共建筑中应用越来越普遍,但其通风管道内灰尘沉积及由此造成的污染会影响室内空气品质,若长时间疏于管理会引起病态建筑综合症,危害人体建康. 空调系统通风管道内颗粒物沉积规律的研究主要基于实验与模拟两种手段,目前的研究成果多基于矩形、圆形断面长直形管道内的颗粒物沉积,而其他管道结构形式的研究相对较少. 早期的实验研究对象管道断面较小,其通风管道水力直径甚至不足3 cm[1?3],与实际空调系统通风管道尺寸相差较大. 近年来,通风管道颗粒物沉积的实验及数值计算研究相继展开[4?8],结果表明,通风管道内颗粒物沉积与粒径、风速、管道结构及管壁粗糙度等有关. 随颗粒物粒径增加,沉积速率相应提高;颗粒物的沉积速率随风速减小而减小,这与风管内气流的湍流强度有关,颗粒物的沉积速率与湍流强度呈正相关[5]. 管壁粗糙度增加会加大沉积速率,无论是小粒子还是大粒子,在粗糙表面的沉积远大于光滑表面[8]. 近年来数值模拟技术在空调系统通风管道颗粒物沉积方面的研究取得了一定进展,对于颗粒物沉积规律的研究主要基于拉格朗日法与欧拉法. 采用数值模拟手段可灵活改变工况参数对颗粒物的沉积进行预测,是理论研究的一种必要手段. 若与实验相结合或与文献实验数据进行相互验证,在此基础上进行各工况下颗粒物沉积规律的研究,则可简化工作,缩短研究周期,并可获得较满意的结果. 如诸多研究者