电解铝厂房自然通风的模拟研究

分析了各种厂房形式影响通风的因素,深入研究了各种类型铝电解厂房自然通风规律,找出了影响厂房通风的主要因素为电解槽散热量等工艺特性及操作面高度等建筑特性;在研究电解槽散热量的基础上,利用湍流模型、热辐射模型和浮力模型对电解铝车间的气体流动状态进行了理论分析;针对实际的边界条件,建立了铝电解厂房自然通风CFD模拟计算模型,并使用AirPak软件对普通天窗和弧形天窗形式,在静风、风速为2 m/s和4 m/s条件下的温度场、风速场、空气新鲜度、HF浓度进行了模拟,并对结果进行了分析.     

自然通风消除热源厂房热害的数值模拟与实践

在有余热余湿的厂房 ,大多采用自然通风。笔者采用k ε紊流模型 ,对某钢铁公司二高线厂房自然通风消除热害进行了数值模拟。将生产线上的散热量作为能量方程的附加源项 ,计算厂房内的速度场和温度场 ,优选出了该热源厂房的通风改造方案 :进风口的标高降低 2m ,在操作平台上设置开孔率为 30 %的通风栅栏板。通过对通风改造前、后厂房内温度实测值的对比 ,厂房工作区平均温度下降 5℃ ,风速由原来的平均 0 .2m/s增加到 1.6m/s,厂房内作业区的热环境有明显改善 ,防止了因热环境问题造成的安全事故 ,提高了工人的生产效率。     

工业厂房自然通风的数值模拟及结构改进

采用计算流体动力学(CFD)技术(方法)对某钢铁厂房的自然通风过程进行数值模拟研究。采用Realizable k-ε湍流模型及DO辐射模型对该工业厂房的流场和温度场进行了数值计算,其计算结果与文献中实验值的对比吻合很好。在该基础上,进一步对热源分布和进风口、天窗排风口结构对自然通风效果的影响做了计算,结果表明:适当的减小排风口高度以及缩短生产线热源的间距等能够在一定程度上改善自然通风的效果。研究成果为工业厂房自然通风系统的设计提供了理论参考依据。     

建筑物通道内火灾烟气运动的数值模拟

发生在各种长通道内的建筑火灾受到人们越来越多的关注.研究此类火灾烟气运动的特点,对于发展火灾烟气控制技术,减少烟气对人员的伤害具有重要的意义.应用场模拟方法,对有自然通风的建筑物通道内的火灾烟气运动进行了数值模拟.模拟得到的通道内烟气温度的分层分布与实验数据基本相符合,烟气对环境空气卷吸量的计算值也与已有经验关系式的结果相一致.利用数值模拟还研究了释热率对通道内火灾烟气运动的影响.结果表明,在有自然通风的条件下,释热率的增大对通道上层热烟气的温度和速度有较明显的影响,导致火灾的危害性变大.     

某二高线通风改造实践研究

根据自然通风原理,对某二高线厂房进行了通风改造,主要从以下三方面人手：在进风窗下增设百页进风口、用通风栅栏代替封闭平台以及扩大天窗喉口。改造前后气流及温度分布的实测结果表明,改造后工作区的热环境得到了较大的改善,气流分布均匀,温度下降明显,提高了人体舒适性。     

基于COMSOL软件下办公建筑室内通风分析

自然通风不需动力设备,不消耗动力,是一种经济节能的通风方式。建筑通风应优先利用自然通风。窗户尺寸、开窗面积比例,窗户高度都是自然通风的影响因素。本研究利用COMSOL Multiphysics的CFD模块,以数值模拟的方式对不同窗户尺寸、开窗面积比例、窗户高度的办公建筑进行室内自然通风模拟,分析自然通风对这些办公建筑内的气流和温度的影响,得出窗户尺寸为900 mm×1500 mm,窗台高1100 mm,满窗通风的方案最符合办公室自然通风要求,该分析结果可为建筑设计提供参考依据。     

某钢厂热源厂房通风改造

厂房的热环境好坏直接影响着工人的身体健康和生产效率。通过对某钢铁厂二高线车间厂房热环境的调查分析表明：对于自然通风的厂房来说,厂房商度一定时,加大进、排风口的高差,合理设计进风口、排风口,降低中和面的高度,能增加通风排热,降低厂房内的平均温度;同时,在厂房内合理布置设备、生产平台等通风障碍物,保证室内气流组织的合理分布,对改善作业区的热环境非常有利;高温环境下,保证一定的风流速度能提高作业工人的热舒适感。     

基于FLUENT的体育馆火灾温度场模拟与应用

为进一步提高体育馆类大空间建筑的防火水平,有效减少火灾损失,针对大空间建筑防火的特殊性,采用CFD计算软件FLUENT 6.3建立某体育馆火灾温度场模型,并比较馆内各种自然通风状态下的温度场变化.模拟馆内东墙的通风设备完全开启、部分开启和馆内北墙的通风设备完全开启这3种情况下的体育馆火灾温度场.结果表明,体育馆内自然通风设施的数量和所处方位对温度场的变化有较大影响,这为体育馆设施的资金投入方向提供了参考.研究表明,FLUENT软件能较好地模拟大空间火灾温度场.     

城市交通隧道坡度对火灾烟气扩散影响研究

利用大涡模拟方法研究城市交通隧道火灾自然通风下烟气的扩散规律,重点研究隧道的坡度对烟气羽流的影响。研究坡度在0-5%范围内的隧道内烟气层横向以及纵向温度场分布以及火源拱顶处最高温度随时间的变化规律,并与坡度为零的隧道火灾的烟气模拟结果进行比较。研究表明：5%坡度对烟气纵向分布影响较大,尤其在火源下游的上坡方向,烟气层沉降快。坡度使烟气最高温度点火源下游偏移,但最高温度值变化不大。研究结果对于研究城市交通隧道的消防设计以及人员疏散提供参考。     

通风口高度对太阳能烟囱建筑自然通风和自然排烟性能的影响研究

安装太阳能烟囱后的建筑具有效果优良、节能环保的自然通风系统。室内通风口高度是太阳能烟囱建筑性能的关键参数之一。提出通过改变太阳能烟囱建筑室内通风口高度位置,使太阳能烟囱既可用于建筑的日常自然通风,也能实现室内火灾场景下的自然排烟。利用缩比例实验台研究了不同室内通风口高度对太阳能烟囱建筑自然通风与自然排烟效果的影响,发现自然通风和自然排烟效果随通风口高度增加呈现先增大后减小的趋势,且最佳室内通风口高度位于窗户上檐位置附近。研究结果对太阳能烟囱建筑的建筑结构关键参数设计具有指导意义。     

金川公司二矿区通风系统风流非定常流动规律研究

实际上 ,矿井的风流状态受多种因素影响 ,金川公司二矿区井下风流就处于非定常状态 ,为了保证生产安全 ,控制风流状态 ,采取相应的通风措施 ,开设课题研究 ,建立了井巷内空气非定常流动能量方程和通风网络中非定常流动的数学模型。根据该模型可以模拟出矿井通风系统内非定常状态下任意时刻、任意位置通过风量。通过对金川公司二矿区井下机站风机开停和风门开关引起通风系统风流的非定常流动过程的数值模拟 ,得出了受其影响区域内风流状态的变化规律 ,并为其采取通风措施和控制风流状态 ,提供了科学依据     

毒气泄漏威胁下建筑气密性对就地避难效果影响研究*

针对我国毒气泄漏生产安全事故中就地避难策略的选择缺乏依据的问题，基于毒气扩散理论、建筑气密性分级模型及毒物浓度伤害准则，评析位于毒气泄漏源不同距离处不同气密性建筑作为“就地避难场所”的可靠性与有效性。结果表明:事故中，室外毒气浓度短时间内达到峰值后迅速回落，而室内毒气浓度达到峰值后回落缓慢；室内毒气浓度达到峰值所需时间受气密性影响小，但其降速随气密性等级的增大而明显放缓。最后，研究提出距泄漏源不同距离处就地避难建筑应达到的气密性水平。     

掘进巷道热环境与通风效率数值模拟研究

井下工作面必须应用通风系统。采用数值模拟技术分析了两种通风方式下,不同风口布置的掘进巷道内空气龄、空气流速和热舒适性指标PMV值的分布情况。根据模拟结果对掘进巷道通风模式的选择提出了建议。结果表明,长距离送风和短距离抽风方式是最有效率的通风模式。压入式通风方式的风口应布置在距掘进头10 m附近,抽出式通风方式抽风口应布置在距掘进头2m范围内。在相同的送风条件下,可增大短距离抽风方式下的送风温度,以提高掘进巷道内热舒适性和降低能耗。     

有热源巷道风流温度分布非稳定模型及数值计算

针对矿井有热源巷道中风流温度分布非稳定计算问题,通过通风巷道存在放热源-对流-扩散-热交换的非稳定温度传播方程,建立一维有限元数值模拟求解方法的数学模型,讨论按放热强度（2类热流量条件）的热源项处理算法,给出有热源通风巷道风流初始温度均匀分布与非均匀分布的定解条件,并编写计算机仿真程序进行求解计算。结果表明:在起点27 ℃-热源300 kW和起点32℃-热源100 kW的不同边界条件和热源强度下,有热源通风巷道中温度分布的非稳定传播过程;数值解收敛准则用Peclet数来衡量,取Pe<2作为收敛条件,程序中根据Peclet数自动加以判断,算例中剖分单元长度1.5 m,模拟时间步长取2 s不发生振荡。实现了巷道中风流各点的温度和温度分布随时间的变化过程的描述,为矿井系统多设备热源散热计算及热害防治设计提供基础算法。     

集于AutoCAD的采空区风火瓦斯耦合软件开发研究

为便于矿山管理人员操作使用,清晰了解采空区内空气流动的状态及各气体组分的浓度分布,防火防瓦斯耦合措施效果,同时考虑到基于绘图功能强大的AutoCAD及CFD技术开发了适合采空区的风火瓦斯耦合模拟软件,提供了采空区绘制、通风、注氮、闭墙、瓦斯钻孔、漏风源汇等图元,可对采空区流场进行数值模拟分析,优化通风参数,降低采空区自然发火的可能,并能优化矿山防瓦斯防灭火方案,对矿山的安全管理采空区具有指导意义。     

Flamelet surface density modelling of turbulent deflagrating flames in vented explosions

The performance of two reaction rate models based on the laminar flamelet concept have been examined by calculating the behaviour of turbulent flame deflagration inside a semi-confined explosion tube. The models formulate the mean rate of reaction as a function of a transport equation for the flamelet surface density. The difference in the models is in modelling the source/sink terms of the flamelet surface density transport equation. The models are validated using laser diagnostics of flame deflagration in methane–air flammable mixture. The predictions are compared with experimental results for propagation, pressure history and flame speed. Sensitivity to cross-flow effects are investigated through comparison between two- and three-dimensional calculations. The numerically simulated results show that experimental trends are well reproduced by both models.