Моделирование взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты

• Автор: Скляров, Кирилл Александрович
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 122 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ПОТОКОВ С КОНВЕКТИВНЫМИ ПОТОКАМИ ОТ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОТЫ
1.1 Исследование процессов взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты

1.2 Математическое моделирование взаимодействия вентиляцион

, ных потоков с конвективными потоками от источников теплоты .

1.3 Выводы но первой главе и постановка задачи исследования

2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ПОТОКОВ С КОНВЕКТИВНЫМИ ПОТОКАМИ ОТ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОТЫ.

1 2.1 Расчетные зависимости взаимодействия вентиляционных и

конвективных потоков

2.2 Основные возможности программы расчета взаимодействия вентиляционных и конвективных потоков.
2.3 Методы теории подобия в задаче взаимодействия вентиляционных и конвективных потоков
2.4 Выводы по второй главе
3 ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВЕНТИ
ЛЯЦИОННЫХ И КОНВЕКТИВНЫХ ПОТОКОВ.
3.1 Параметры расчетов взаимодействия воздушных потоков в ио
метении
3.2 Результаты расчетов взаимодействия вентиляционных и кон
вективных потоков
3.3 Выводы по третьей главе.
4 ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЧИСЛЕННЫХ РАСЧЕТОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ И КОНВЕКТИВНЫХ ПОТОКОВ
1 4.1 Распределение температур воздуха по высоте помещения при
взаимодействии воздушных потоков
4.2 Распределение скоростей воздуха по высоте помещения при
5 действии вентиляционных и конвективных потоков.
4.3 Критериальные зависимости процесса взаимодействия потоков.
4.4 Выводы по четвертой главе.
5 ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО ПОДТВЕРЖДЕНИЮ АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ модели ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ПОТОКОВ С КОНВЕКТИВНЫМИ ПОТОКАМИ
ОТ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОТЫ
5.1 Методика проведения экспериментов по подтверждению адекватности математической модели
I
5.2 Оценка погрешности экспериментов по подтверждению адекватности математической модели
5.3 Программа обработки результатов экспериментов
5.4 Результаты экспериментов по подтверждению адекватности математической модели процессов взаимодействия вентиляционных и конвективных потоков.
5.5 Выводы по пятой главе.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Прикладная программа, реализующая математическую модель и алгоритмы ее решения на ПЭВМ в среде пакета C++ Builder 6. Аналитические зависимости, полученные по результатам численного моделирования, для расчета температур и скоростей, осредненных по рабочей зоне помещения, и коэффициента эффективности воздухообмена по температуре. Результаты экспериментальных исследований по оценке адекватности математической модели взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты. Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на региональном межвузовском семинаре «Моделирование процессов тепло- и массообмена» (Воронеж - г. Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (Воронеж - г. Публикации. По теме диссертации опубликовано пять печатных статей общим объемом страниц, из них лично автору принадлежит страниц. Три статьи опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК (Известия ОрелГТУ «Строительство. Транспорт», Научный вестник ВГАСУ «Строительство и архитектура»). Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и списка литературы. Диссертация изложена на 2 страницах и содержит: страниц машинописного текста, список литературы из 5 наименований, рисунок, 4 таблицы и 1 приложение. Поля скоростей и температур воздуха в помещениях и зданиях формируются как результат взаимодействия распространяющихся в них вентиляционных и конвективных потоков от источников теплоты. Система вентиляционных потоков в помещении создается источниками и стоками воздуха. К источникам относятся приточные струи, образованные принудительной подачей воздуха через распределительные устройства и распространяющиеся по инерции. К стокам относятся потоки воздуха, устремленного к приемным отверстиям отсасывающих устройств под влиянием создаваемого в этих устройствах разрежения. Конвективные потоки от источников теплоты создаются нагретыми или охлажденными поверхностями под действием гравитационных сил. Знание закономерностей взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты, позволяет в определенной степени управлять воздушными потоками и формировать в зданиях и помещениях наиболее эффективное распределение температур и скоростей воздуха. Таким образом, можно обеспечить близкую к оптимальной комфортность воздушной среды и создавать более энергоэффективные системы поддержания микроклимата помещений. В последние годы в связи с возрастающей ролью высокотехнологичных процессов и производств все большее внимание уделяется микроклимату помещений. Скорость воздушных потоков и их направленность, температура среды и ее градиенты, влажность, концентрации вредных веществ - факторы, которые могут существенно повлиять на качество продукции. В результате взаимодействия всех перечисленных факторов в помещении возникает циркуляция воздуха, включающая струйную область и область обратных. Несмотря на значительное количество теоретических и экспериментальных работ, вопрос о закономерностях формирования воздушных потоков в помещениях нельзя считать исчерпанным. Многие исследования построены на упрощенных физических моделях и недостаточно обоснованы. До настоящего времени не исследовалась проблема влияния взаимодействия вентиляционных потоков с конвективными потоками от источников теплоты на процессы формирования воздушных потоков в помещениях. Работы российских ученых и инженеров в области отопления и вентиляции производственных зданий известны среди инженеров многих стран; Например, монография В. В. Батурина «Основы промышленной вентиляции», многократно переиздавалась в западных издательствах. В работах М. И. Гри-митлина, ГТ. А. Каменева, Г. А. Максимова, В. М. Эльтермана и др. Благодаря работам В. В. Батурина, Г. А. Максимова, С. Е. Бугакова, М. И. Гримитлина, В. Титова, Г. М. Полушкина, В. И. Позина, В. М. Эльтермана и др. В ходе исследований созданы приближенные математические модели различных воздухообменов, которые прошли успешную проверку на моделях и в реальных условиях.