近期,课题组博士生于延磊(导师:高军教授)将带有并联风机的高层住宅排风竖井中的流动特性的研究成果发表在Energy and Buildings(Q1,IF:6.7)。该研究关注动力特性不同的排风设备混合安装对排风竖井性能的影响,研究结果可为高层住宅集中排风系统的设计提供指导。
引用: Y. Yu, C. Cao, X. Wei, Y. Xia, L. Zeng, L. Lv, J. Gao, Study on flow characteristics of exhaust shaft with parallel fans in high-rise residential buildings, Energy & Buildings (2023), doi: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2023.113844.
排风竖井通常用于集中抽排高层建筑各楼层并联排风设备收集的烹饪油烟。排风竖井内的排风量不足和压力过高会导致居民厨房通风不良和空气质量不佳。风机动力特性不同的排风设备的混合安装会使这一问题更加严重。这篇文章利用全尺寸实验和计算流体动力学(CFD)方法研究了带有并联风机的排风竖井中的流动特性。
基于正交实验设计,烟道的横截面积、并联风机的同时运行率、运行位置分布和P-Q曲线是显著影响竖井内各楼层排风量分布的关键因素。不同动力特性风机的混合安装会使各楼层风量分布的均匀性下降,甚至可下降62.6%。不同动力特性的并联风机之间的排风量竞争呈现马太效应:强者更强、弱者更弱。并联风机集中在竖井底部运行和更高的同时运行率加剧了这一问题。排风竖井的横截面积增大28%,平均排风量可增加28.9%,各楼层流量分布的均匀性可提高50%。烟囱效应对排风性能而言是积极的,也是不稳定的,受到烹饪热强度影响,平均流量最多可增加6.49%。
图1. 全尺寸实验平台:(a)整体示意图;(b)主要组成部分。
图2. 具有动力特性差异的并联风机的流动特性:(a)各层并联风机的流量分布;(b)排风竖井的中心线静压分布;(c)P-Q曲线上的工作状态点。
图3 排风竖井在不同截面积下的流动特性:(a)0.1504、0.1764和0.1924m2面积下的流量分布;(b)0.1504、0.1764和0.1924m2面积下的静压分布(值得注意的是,已扣除15mm的管道壁厚以获得可流动的横截面积)。
Copyright@ 同济大学张旭教授课题组