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节能、环保、舒适家用厨房内气流组织的数值模拟及实验研究

作　者: 王刚
导　师: 王汉青
学　校: 湖南工业大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 节能环保舒适气流组织数值模拟风幕抽油烟机
分类号: TU831
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 78次
引　用: 3次
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内容摘要

厨房按用途可以分为商业厨房和普通居民厨房。商业厨房多采用中央空调,其昂贵的造价使得普通居民无法享受。而普通的居民厨房一般未设置空调,在夏季,厨房内的高温及烹饪产生的油烟使人们无法忍受。随着经济的发展和生活水平的提高,人们越来越注重厨房环境的改善。将高性能抽油烟机及家用空调应用到普通居民厨房无疑是厨房发展的潜在方向。本文将新型节能、环保的抽油烟机与超薄嵌入式设计的天花吸顶式空调应用于普通居民厨房,利用计算流体仿真技术对不同工况下设置了抽油烟机及空调的厨房室内的速度场、温度场及CO2浓度场进行数值模拟,并对模拟结果进行分析。然后在模拟结果的基础上,对某一居民厨房进行实验研究。通过数值模拟和实验,为一体化厨房的研发和应用奠定基础。研究成果主要包括以下几个方面:1、从厨房的舒适性出发,在抽油烟机及空调不同的运行工况下,对厨房室内的速度场、温度场及浓度场进行数值模拟研究。模拟结果表明下送风幕工况下厨房室内环境比上送风幕工况更舒适;下送风幕最佳射流角度为15°。2、上送风幕和下送风幕均通过抽取室外空气作为一种室内补风,减少了空调能量的流失,都具有一定的节能效果。3、通过实验结果及分析可知:下送风幕比上送风幕具有明显的节能性、环保性及舒适性,这与模拟结果一致。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
符号说明  7-11
第一章绪论  11-22
  1.1 引言  11
  1.2 厨房的类型及其布局形式  11-12
    1.2.1 厨房的类型  11-12
    1.2.2 厨房的布局形式  12
  1.3 厨房内的烟气及室内空气CO_2卫生标准  12-14
    1.3.1 厨房烟气的产生、成分及其危害  12-13
    1.3.2 室内空气中CO_2卫生标准  13-14
  1.4 厨房油烟控制的研究现状  14-17
    1.4.1 厨房排风系统的类型  14-15
    1.4.2 厨房油烟捕集的研究  15-16
    1.4.3 抽油烟机捕集效率  16
    1.4.4 厨房油烟控制的影响因素  16-17
    1.4.5 国内外抽油烟机的发展概况  17
  1.5 厨房通风空调研究概况  17-20
    1.5.1 厨房通风研究概况  17-18
    1.5.2 厨房空调研究概况  18-19
    1.5.3 厨房内空调方案的确定  19-20
  1.6 本文研究内容  20-22
第二章数值仿真模型及求解  22-34
  2.1 物理模型  22
  2.2 数学模型  22-28
    2.2.1 控制方程组  22-23
    2.2.2 湍流模型  23-28
  2.3 边界条件  28
  2.4 模型的数值求解  28-32
    2.4.1 湍流流动的数值模拟方法  28-31
    2.4.2 常用的数值模拟方法  31
    2.4.3 SIMPLE计算方法  31-32
    2.4.4 模拟相关参数的设定  32
  2.5 网格生成  32-33
  2.6 本章小结  33-34
第三章数值模拟结果及分析  34-60
  3.1 无风幕时的控制  34-39
    3.1.1 排油烟速度Vp为1.3m/s时  34-37
    3.1.2 排油烟速度Vp为2.1m/s时  37-39
  3.2 上送风幕时的控制  39-45
    3.2.1 油烟速度Vs为0.7m/s，排油烟速度Vp为1.3m/s时  39-42
    3.2.2 油烟速度Vs为1.0m/s，排油烟速度Vp为2.1m/s时  42-45
  3.3 下送风幕时的控制  45-51
    3.3.1 油烟速度Vs为0.7m/s，排油烟速度Vp为1.3m/s时  45-48
    3.3.2 油烟速度Vs为1.0m/s，排油烟速度Vp为2.1m/s时  48-51
  3.4 下送风幕最佳射流角度的研究  51-53
  3.5 几种不同工况下的CO_2浓度场的研究  53-56
    3.5.1 模拟中CO_2浓度的测定  53-54
    3.5.2 几种不同工况下CO_2浓度场的模拟  54-56
  3.6 带射流风幕的节能分析比较  56-57
  3.7 本章小结  57-60
第四章实验研究  60-70
  4.1 实验设备及测量仪器  60-63
    4.1.1 抽油烟机  60
    4.1.2 下送风机  60-61
    4.1.3 上送风机  61
    4.1.4 上送式风幕结构  61
    4.1.5 研究的设备结构图  61-62
    4.1.6 实验测量仪器  62-63
  4.2 上送式  63-66
    4.2.1 速度场及温度场的测试  63-65
    4.2.2 抽油烟机的排油烟效率  65-66
  4.3 下送式  66-68
    4.3.1 速度场及温度场的测试  66-68
    4.3.2 抽油烟机的排油烟效率  68
  4.4 本章小结  68-70
第五章结语  70-73
  5.1 结语  70-71
  5.2 下一步工作展望  71-73
参考文献  73-76
致谢  76-77
附录  77

节能、环保、舒适家用厨房内气流组织的数值模拟及实验研究

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