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自然通风下装修污染物排放的大涡模拟

作　者: 王永强
导　师: 张吉光
学　校: 青岛理工大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 住宅室内空气污染数值计算大涡模拟自然通风甲醛
分类号: X51
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

人的一生至少有80%以上的时间实在室内度过的,室内环境对人们的身体健康及工作效率有极大影响。目前城市地区普遍存在较为严重的室内空气污染问题。自然通风方法驱除室内空气污染物效果好、能耗低,正日益受到重视。数值模拟方法尤其是大涡模拟省时省力,可对自然通风过程进行较为准确的模拟,已被用于对自然通风的研究。目前尚缺乏对整套住宅整体自然通风的大涡模拟研究,此类过程中污染物排放的具体规律尚未被完全认识。本文采用大涡模拟方法针对整套住宅,对其在不同条件下的自然通风及室内空气污染物排放过程进行了三维大涡数值模拟,得到了详细的流场的污染物浓度场数据。对计算结果的分析表明:自然通风时流场中的大尺度涡是污染物积存的主要区域;不同的房间布置产生不同的流场,从而影响换气效果,多开口房间污染物稀释速度为单开口房间的2—10倍,将单开口房间变为多开口房问,减小、破坏多开口房间回流区可有效提高换气效果;一般情况下污染物排放速度与外界风速成正比;污染物排放主要受对流作用影响,扩散作用影响可以忽略,因而不同的污染物具有极为相似的排放规律。这些结论对于自然通风研究有一定参考价值,可用于指导实际建筑通风方式的设计工作。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-10
第一章绪论  10-29
  1.1 课题的起源及背景  10-14
    1.1.1 室内空气污染  10-12
    1.1.2 建筑装修材料中主要有害物及其危害  12-14
  1.2 国内外空气污染的研究现状  14-27
    1.2.1 目前有害物的检测方法  14-16
      1.2.1.1 挥发性有机化合物(VOCs)  14-15
      1.2.1.2 半挥发性及非挥发性有机污染物  15
      1.2.1.3 颗粒物  15-16
      1.2.1.4 微生物  16
      1.2.1.5 无机污染物  16
    1.2.2 目前有害物的控制方法  16-19
      1.2.2.1 污染源头控制  16-17
      1.2.2.2 通风  17
      1.2.2.3 吸附技术  17
      1.2.2.4 光催化氧化技术  17-18
      1.2.2.5 组合技术  18-19
      1.2.2.6 其他技术及方法  19
    1.2.3 目前的有害物散发数学模型  19-23
      1.2.3.1 单层干材料模型  19-21
      1.2.3.2 单层湿材料模型  21-22
      1.2.3.3 多层组合材料模型  22-23
    1.2.4 目前自然通风控制室内空气污染的研究方法  23-25
      1.2.4.1 分析方法  24
      1.2.4.2 实验方法  24-25
      1.2.4.3 计算流体力学(CFD)方法  25
    1.2.5 计算流体力学方法在自然通风研究中的应用  25-27
      1.2.5.1 雷诺平均法研究自然通风存在的一些问题  25-26
      1.2.5.2 大涡模拟能较好的模拟自然通风  26-27
  1.3 课题研究的目的意义  27
  1.4 课题研究的主要内容和方法  27-29
第二章数学模型的建立及相关参数的确定  29-36
  2.1 数学模型  29-31
    2.1.1 干性平板建材有害物散发的通用模型  29-30
    2.1.2 模型及控制方程的建立  30-31
      2.1.2.1 控制方程  30-31
      2.1.2.2 初始及边界条件  31
  2.2 相关参数确定  31-33
  2.3 数值模拟方法介绍  33-36
    2.3.1 材料内部  33-34
    2.3.2 材料边界  34-35
    2.3.3 房间主流区  35-36
第三章 CFD数值计算方法  36-41
  3.1 所计算房间布置特点  36
  3.2 计算网格  36-37
  3.3 流动特点  37-38
  3.4 大涡模拟  38-41
第四章几种工况模拟结果对比与实验分析  41-70
  4.1 计算工况的选择  41-42
  4.2 工矿一下各房间污染物积累的特点  42-53
  4.3 通风口布置方式的影响  53-59
  4.4 风速的影响  59-63
  4.5 不同组分扩散规律的比较  63-66
  4.6 工况二实验值与仿真值的比较  66-70
    4.6.1 实验说明  66
    4.6.2 测试仪器  66-67
    4.6.3 实验数据与模拟值对比  67-70
第五章结论  70-72
  5.1 结论  70-71
  5.2 建议  71-72
参考文献  72-80
攻读硕士学位期间发表的学术论文  80-81
致谢  81

自然通风下装修污染物排放的大涡模拟

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