喷流诱导通风系统在地下车库工程中的应用

所属栏目:车辆论文 发布日期:2011-02-22 08:26 热度:

  摘要:地下车库诱导通风系统的空气喷流属于等温自由圆射流方式。空气自喷射口射流后,在惯性力的作用下,射流将始终保持流动方向向前运动。由于动量交换,射流出口速度从轴心开始向边界逐渐降低。
  关键词:喷流诱导通风系统,地下车库,应用
  目前地下停车库常规采用的送排风系统是使用风管把新风送到车库的每个角落,再用风管把废气从各个末端位置排出车库。
  根据卫生要求地下停车库的械通风量应当采用全面通风的公式来计算。把汽车排放的有害气体稀释到卫生标准允许的浓度时所需要的通风量为:
  L=G/(X1-X0)
  式中L:通风换气量,m3/h;
  G:有害气体排放量,mg/h;
  X1:有害气体的最高允许浓度mg/m3;
  X0:进入室内的有害气体的浓度mg/m3。
  在汽车排放的有害气体中CO占98%,只要对CO按照应有的倍数进行稀释,其它的有害气体成分也就随着稀释到了充分安全的程度。因此,在各国规范中都是以CO为对象进行考虑的。
  实践证明,这样的送排风系统存在以下问题:
  (1) 一般送风口的扩散能力有限,而排风口对气流组织无明显的帮助,在汽车库这样的大空间中容易出现气流组织不均匀、产生死角、局部地点会有CO滞留的现象,达不到卫生标准。
  (2) 由于CO比较特殊,分子量与空气相近(空气分子量约为29),CO从汽车排气管中排出后,虽因尾气温度会有一定升腾,但由于热量相对太小,立即被平衡掉,之后CO将按浓度梯度自由扩散。因此在GBJl9—87中规定的针对污染气体分子量与大气分子量的差别采用三分之一上排,三分之二下排或三分之一下排,三分之二上排,这两种方式对于CO都不十分适合,由于排风口风速衰减很快,没有能力抑制汽车尾气的升腾,所以此时CO会在送风风压和浓度差的共同作用下,从升腾后的位置开始向上、下排风口移动,而升腾后的位置正好接近人员的呼吸区,从而使在人的呼吸地带的CO浓度反而高于整个空间的平均CO浓度。
  (3) 为了达到较好的气流组织,就需要庞大的、长距离的送排风管道系统,一方面它与其他系统(给排水系统、喷淋系统、电气管线系统)相冲突,造成局部净高不能满足要求;另一方面室内布置送、排风低速风道系统与建筑结构矛盾较大,往往会占用很大的建筑空间和高度,增加土建筑成本。
  (4) 风管截面尺寸大,使车库有压迫感。
  (5) 风管上积聚尘土难以清扫。
  (6) 运行费用较高。
  为此,针对以上常规通风系统的不足,运用喷流诱导通风系统来解决这一系列的问题。
  自动喷流诱导系统(Auto-JIS,auto-jetinducingsystem)源于欧洲,发展于日本,已有30余年的历史。诱导通风已经成为欧美、日本等工业发达国家的停车场、各种仓库、体育场以及车间等大空间广泛应用的一种通风方式,并已被作为一种常规的停车场通风方式纳入建筑设计规范,正在广泛地应用和普及。诱导通风系统通常由送风风机、数台诱导风机、排风风机及控制设备组成,是目前国内用于替代传统风管通风系统的最新通风方式,逐渐得到广大设计部门和使用业主的好评,成为地下停车场流行的通风系统。
  自动喷流诱导通风是运用动量守恒原理和空气高速喷流(Jet)的扰动(Turbulence)特性,采用诱导风机及具有一定紊流系数的高速喷嘴于一体,由喷嘴射出定向高速气流,带动周围静止的空气形成满足一定风速要求的具有一定有效射程和覆盖宽度的“气墙”,从而诱导室外新鲜空气或经过处理的空气在无传统风管的条件下按照一定的气流方向组织流场并将废气送达人们所期待的区域。
  地下车库诱导通风系统的空气喷流属于等温自由圆射流方式。空气自喷射口射流后,在惯性力的作用下,射流将始终保持流动方向向前运动。由于动量交换,射流出口速度从轴心开始向边界逐渐降低。射流轴心速度保持出口速度V0不变的一段,这为起始段;锥体部分ADE为射流核心;射流消失的断面BAC称为过渡断面;过流断面之后称主体段。由于射流的紊动掺混和卷吸作用,使射流边界上的空气与周围空气产生动量交换,周围静止的空气不断被卷入射流,使射流的范围和流量不断地随着射程的增加而增加;射流速度等于零值的连线称射流边界线。射流边界线包围的空间形状如圆锥体。圆锥的顶点m称极点,圆锥的半顶角∠EmD的一半称极角。
  射流极角可用下式计算
  Tgα=α×φ
  α-射流极角,为整个圆锥角的一半,圆形喷嘴α=14°30′(一
  般设定)。圆形喷嘴的紊流系数为0.071,起始段长度Sn=8.4R。
  φ-喷嘴的形状系数,圆锥嘴的形状系数φ=3.4
  α-喷嘴的紊流系数,经实测其数值取决于喷嘴的结构及空气经喷嘴时所受扰动的大小;扰动越大,射流与周围空气发生卷吸的作用越强烈,α角就越大,a值也随之增大。
  室内空气射流中任一点的速度是个随机变量,而且速度分布服从对数正态分布。射流轴心速度始终大于边界速度,在起始的射流核心内,则两者相等。从射流断面图上的确定速度弧线可以看出由轴心向外,存在一个速度梯度和圆心圆周相等的射流速度,由于空气本身的粘性,因此射流内部和射流外部空气的静压并不相等。横断面的等压线由轴心向外静压逐渐增大的同心圆,静压分布对称于轴心点,由于各方向的静压力相互抵消,外力之和等于零,因此射流仍处于平衡状态。从射流的纵断面分析,在射流的射程方向,由于速度随着射程的增加而减小,因此静压将随着射程的增大而增加,最后与环境静压相等。
  射流时喷嘴的作用是使气流产生涡旋运动,向静止空气中扩散前进,从而产生很好的卷吸和导引作用。通过试验研究分析,对于喷嘴在水平度为1.6倍于喷口直径,喷嘴斜面与轴线相夹6.5°时的扰动特性比较理想,因此该喷嘴的应用比较成熟而广泛。
  喷流导引系统中各个喷嘴的扩散角、喷嘴直径、引射距离、轴心速度、导引风量、断面平均风速等参数可由相应的计算公式得出,系统综合效果也可由计算流体力学(computationalfluiddynamics,CFD)软件来模拟计算。
  常规送排风系统与喷流诱导通风系统比较:
1.jpg

2.jpg

  通过以上经济技术比较可知,采用自动喷流诱导通风系统可以降低工程造价,气流组织好,安装快捷,可以有效降低车库的层高,在建筑高度已定的情况下能为业主增加使用面积,能降低工程造价等优势,必将在今后的工程中得到大量的应用。
  
  参考文献:
  [1]赵荣义,主编.简明空调设计手册.北京:中国建筑工业出版社,1998。
  [2]陈刚.地下车库通风量的确定与控制.暖通空调,2002,32(1)。
  [3]陆耀庆,主编.《实用供热空调设计手册》.中国建筑工业出版社,1993。

文章标题:喷流诱导通风系统在地下车库工程中的应用

转载请注明来自:http://www.sofabiao.com/fblw/ligong/cheliang/7270.html

相关问题解答

SCI服务

搜论文知识网的海量职称论文范文仅供广大读者免费阅读使用! 冀ICP备15021333号-3