《水立方跳水池气流组织模拟改进课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水立方跳水池气流组织模拟改进课件（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 “水立方水立方”跳水池气流组织跳水池气流组织模拟分析与改进模拟分析与改进主要内容主要内容n n问题描述问题描述n n方法验证方法验证n n模拟计算与分析改进模拟计算与分析改进第一部分第一部分 问题描述问题描述设计参数设计参数n n根据空调设计手册，跳水池夏季设计参数根据空调设计手册，跳水池夏季设计参数如下如下:n n跳水池：温度跳水池：温度跳水池：温度跳水池：温度28,28,28,28,相对湿度相对湿度相对湿度相对湿度5050505070707070, , , ,风速风速风速风速小于小于小于小于0.2m/s0.2m/s0.2m/s0.2m/sn n观众区：温度观众区：温度观众区：温度观众区：
2、温度26262626，相对湿度，相对湿度，相对湿度，相对湿度 无要求，风速小无要求，风速小无要求，风速小无要求，风速小于于于于0.5m/s0.5m/s0.5m/s0.5m/s夏季冷负荷夏季冷负荷n n室内总负荷室内总负荷324kwn n观众区观众区177kw，跳水池，跳水池147kw空调方案空调方案n n全空气系统，分区空调全空气系统，分区空调n n送风温度：跳水池送风温度：跳水池 20，观众区，观众区2222n n送风温差：跳水池送风温差：跳水池88，观众区，观众区44n n风口布置与风量风口布置与风量n n观众区座椅下送风，后部、东西侧与顶棚回风，观众区座椅下送风，后部、东西侧与顶棚回风，
3、观众区座椅下送风，后部、东西侧与顶棚回风，观众区座椅下送风，后部、东西侧与顶棚回风，风量约风量约风量约风量约133000m133000m133000m133000m3 3 3 3/h/h/h/hn n跳水池侧送风，池岸、座椅前排回风，风量约跳水池侧送风，池岸、座椅前排回风，风量约跳水池侧送风，池岸、座椅前排回风，风量约跳水池侧送风，池岸、座椅前排回风，风量约55000m55000m55000m55000m3 3 3 3/h/h/h/h计算方法计算方法n n本次模拟采用国际通用商用软件本次模拟采用国际通用商用软件PHOENICS PHOENICS 3.53.5，模拟中采用，模拟中采用k-RNGk
4、-RNG模型模型n n跳水池在南北对称，因此按对称边界条件跳水池在南北对称，因此按对称边界条件计算一半区域计算一半区域n n计算经过网格无关性验证，计算经过网格无关性验证，76761451456868计算模型计算模型第二部分第二部分 方法验证方法验证简单的温差射流模型简单的温差射流模型n n验证浮升力对温差射流的影响验证浮升力对温差射流的影响不开启重力场不开启重力场不开启重力场不开启重力场开启重力场开启重力场开启重力场开启重力场送风温度送风温度送风温度送风温度20 20 温差：温差：温差：温差：4 4 结果如下：结果如下：结果如下：结果如下：不开启重力场速度等值图不开启重力场速度等值图射流不弯
5、曲不开启重力场温度等值图不开启重力场温度等值图房间左下角温度较高开启重力场速度等值图开启重力场速度等值图射流由于冷风下沉作用向下弯曲开启重力场温度等值图开启重力场温度等值图温度分布较均匀简单模拟的结论简单模拟的结论n n浮升力对温差射流影响很大，实际在考虑浮升力对温差射流影响很大，实际在考虑房间气流组织时应该考虑浮升力影响。房间气流组织时应该考虑浮升力影响。第三部分第三部分 模拟计算与分析改进模拟计算与分析改进 原始方案原始方案n n全空气系统，分区空调全空气系统，分区空调n n送风温度：跳水池送风温度：跳水池 20，观众区，观众区2222n n送风温差：跳水池送风温差：跳水池88，观众区，观
6、众区44n n风口布置与风量风口布置与风量n n观众区座椅下送风，后部、东西侧与顶棚回风，观众区座椅下送风，后部、东西侧与顶棚回风，观众区座椅下送风，后部、东西侧与顶棚回风，观众区座椅下送风，后部、东西侧与顶棚回风，风量约风量约风量约风量约133000m133000m133000m133000m3 3 3 3/h/h/h/hn n跳水池侧送风，池岸、座椅前排回风，风量约跳水池侧送风，池岸、座椅前排回风，风量约跳水池侧送风，池岸、座椅前排回风，风量约跳水池侧送风，池岸、座椅前排回风，风量约55000m55000m55000m55000m3 3 3 3/h/h/h/hZ0.5米高处温度分布米高处温
7、度分布结论与分析Z0.5m高处速度等值图高处速度等值图结论与分析跳水池观众区送风剖面温度等高图跳水池观众区送风剖面温度等高图结论与分析结论与分析跳水池观众区送风剖面速度等高图跳水池观众区送风剖面速度等高图 结论与分析结论与分析结果分析结果分析跳水池表面上方：跳水池表面上方：跳水池表面上方：跳水池表面上方： 温度比设计温度低温度比设计温度低温度比设计温度低温度比设计温度低1 1 1 12222左右，风速比设计值大，不满足小于左右，风速比设计值大，不满足小于左右，风速比设计值大，不满足小于左右，风速比设计值大，不满足小于0.2m/s0.2m/s0.2m/s0.2m/s的要求的要求的要求的要求观众区
8、：观众区：观众区：观众区： 下半部分温度比设计值低约下半部分温度比设计值低约下半部分温度比设计值低约下半部分温度比设计值低约0.5 0.5 0.5 0.5 上半部分温度高上半部分温度高上半部分温度高上半部分温度高0.5 0.5 0.5 0.5 1 1 1 1 风速基本满足小于风速基本满足小于风速基本满足小于风速基本满足小于0.5m/s0.5m/s0.5m/s0.5m/s的设计要求。的设计要求。的设计要求。的设计要求。 原因：跳水区射流速度过高，导致水面上方速度偏高；原因：跳水区射流速度过高，导致水面上方速度偏高；原因：跳水区射流速度过高，导致水面上方速度偏高；原因：跳水区射流速度过高，导致水面
9、上方速度偏高；观众区部分冷风进入跳水池区，承担跳水池区的负荷，因观众区部分冷风进入跳水池区，承担跳水池区的负荷，因观众区部分冷风进入跳水池区，承担跳水池区的负荷，因观众区部分冷风进入跳水池区，承担跳水池区的负荷，因此跳水池区温度比设计值低，观众区比设计值高。此跳水池区温度比设计值低，观众区比设计值高。此跳水池区温度比设计值低，观众区比设计值高。此跳水池区温度比设计值低，观众区比设计值高。因此因此因此因此, , , ,需要提高水面上方温度，降低速度；降低上部需要提高水面上方温度，降低速度；降低上部需要提高水面上方温度，降低速度；降低上部需要提高水面上方温度，降低速度；降低上部观众区温度。观众区温
10、度。观众区温度。观众区温度。改进方案改进方案优化方案优化方案n n改变送风温度改变送风温度改变送风温度改变送风温度n n减小风量减小风量减小风量减小风量n n改变风口位置改变风口位置改变风口位置改变风口位置n n调整风量分配调整风量分配调整风量分配调整风量分配X1 提高送风温度提高送风温度n n跳水池上方温度低于设计值，最直接的调跳水池上方温度低于设计值，最直接的调法为提高送风温度法为提高送风温度n n提高提高1.5 进行试算进行试算进行试算进行试算n n存在问题：观众区温度会随之上升存在问题：观众区温度会随之上升n n试算结果与预期相符试算结果与预期相符提高送风温度结果提高送风温度结果调试后
11、调试后Z Z0.5m0.5m高处温度等值图高处温度等值图整体温度提高，温度整体温度提高，温度分布无明显改变分布无明显改变跳水区温度结果优于跳水区温度结果优于原始方案原始方案调试前调试前Z Z0.5m0.5m高处温度等值图高处温度等值图提高送风温度结果提高送风温度结果提高送风温度结果提高送风温度结果调试后调试后Z Z0.5m0.5m高处速度等值图高处速度等值图调试前调试前Z Z0.5m0.5m高处速度等值图高处速度等值图提高送风温度结果提高送风温度结果观众区温观众区温度上升度上升调试后跳水池观众区调试后跳水池观众区送风剖面温度等高图送风剖面温度等高图调试前跳水池观众区调试前跳水池观众区送风剖面温
12、度等高图送风剖面温度等高图2 减小跳水池风量减小跳水池风量n n为了提高跳水池面上为了提高跳水池面上0.5m高温度，需要提高温度，需要提高跳水池区回风温度，在送风温度不变的高跳水池区回风温度，在送风温度不变的情况下，需要减小风量情况下，需要减小风量n n将跳水池区风量减小到原来的将跳水池区风量减小到原来的92时，计时，计算结果如下算结果如下调试后调试后Z Z0.5m0.5m高处温度分布高处温度分布减小风量结果与分析减小风量结果与分析调试后调试后Z Z0.5m0.5m高处温度分布高处温度分布平均温度升高平均温度升高温度分布更加不均匀温度分布更加不均匀调试后调试后Z Z0.5m0.5m高处速度分布
13、图高处速度分布图减小风量结果与分析减小风量结果与分析调试前调试前Z Z0.5m0.5m高处速度分布图高处速度分布图速度分布变化速度分布变化不大不大 调试后跳水池观众区调试后跳水池观众区送风剖面温度等高图送风剖面温度等高图减小风量结果与分析减小风量结果与分析 调试前跳水池观众区调试前跳水池观众区送风剖面温度等高图送风剖面温度等高图调试后跳水池观众区调试后跳水池观众区送风剖面速度等高图送风剖面速度等高图减小风量结果与分析减小风量结果与分析调试前跳水池观众区调试前跳水池观众区送风剖面速度等高图送风剖面速度等高图n n跳水池上方温度有所升高跳水池上方温度有所升高n n观众区下半部分温度有所升高观众区下
14、半部分温度有所升高减小风量结果与分析减小风量结果与分析3 调整两区的风量分配调整两区的风量分配n n保证总风量不变，调整两区的风量比例保证总风量不变，调整两区的风量比例n n将跳水池送风量减小到将跳水池送风量减小到90，观众区向前，观众区向前送风量减小到送风量减小到90，减小的部分全部加到，减小的部分全部加到向上送风量，计算结果如下向上送风量，计算结果如下调试后调试后Z Z0.5m0.5m高处温度分布高处温度分布调整风量结果分析调整风量结果分析调试前调试前Z Z0.5m0.5m高处温度分布高处温度分布温度整体分布更加均匀，温度整体分布更加均匀，温度整体分布更加均匀，温度整体分布更加均匀，局部出
15、现低温区局部出现低温区局部出现低温区局部出现低温区调整风量结果分析调整风量结果分析调试后调试后Z Z0.5m0.5m高处速度分布高处速度分布调试前调试前Z Z0.5m0.5m高处速度分布高处速度分布跳水池观众区送风剖面温度等高图跳水池观众区送风剖面温度等高图调整风量结果分析调整风量结果分析调试前跳水池观众区调试前跳水池观众区送风剖面温度等高图送风剖面温度等高图调试后跳水池观众区调试后跳水池观众区送风剖面温度等高图送风剖面温度等高图调整风量结果分析调整风量结果分析调试前跳水池观众区调试前跳水池观众区送风剖面速度等高图送风剖面速度等高图调试后跳水池观众区调试后跳水池观众区送风剖面速度等高图送风剖面
16、速度等高图 泳池上方已经有部分区域温度达到了泳池上方已经有部分区域温度达到了泳池上方已经有部分区域温度达到了泳池上方已经有部分区域温度达到了28282828 座椅区上方温度分布更加均匀，且与座椅区上方温度分布更加均匀，且与座椅区上方温度分布更加均匀，且与座椅区上方温度分布更加均匀，且与26262626的设的设的设的设计值符合得很好。这是因为加大了向上送风风量计值符合得很好。这是因为加大了向上送风风量计值符合得很好。这是因为加大了向上送风风量计值符合得很好。这是因为加大了向上送风风量改善了冷风下沉的作用改善了冷风下沉的作用改善了冷风下沉的作用改善了冷风下沉的作用 调整风量结果分析调整风量结果分析
17、结论结论 通过模拟证明原设计的风口设置存在问通过模拟证明原设计的风口设置存在问题，由于两个区域设计温度不同且回风口题，由于两个区域设计温度不同且回风口有气流掺混现象，造成运动员区温度过低有气流掺混现象，造成运动员区温度过低的问题的问题。 改进方案提出了三种调整方法，分别分改进方案提出了三种调整方法，分别分析了每种方法的优缺点。析了每种方法的优缺点。 结论结论n n提高送风温度：提高送风温度：n n优点：提高泳池上方温度；优点：提高泳池上方温度；优点：提高泳池上方温度；优点：提高泳池上方温度；n n缺点：观众区温度随之升高，对风速影响不大缺点：观众区温度随之升高，对风速影响不大缺点：观众区温度随
18、之升高，对风速影响不大缺点：观众区温度随之升高，对风速影响不大n n减小风量减小风量n n优点：泳池上方温度有所升高；优点：泳池上方温度有所升高；优点：泳池上方温度有所升高；优点：泳池上方温度有所升高；n n缺点：温度分布更加不均匀缺点：温度分布更加不均匀缺点：温度分布更加不均匀缺点：温度分布更加不均匀n n调整风量分配调整风量分配n n优点：改变了温度和风速的分布优点：改变了温度和风速的分布优点：改变了温度和风速的分布优点：改变了温度和风速的分布n n缺点：需要多次计算才能确定最佳分配方案缺点：需要多次计算才能确定最佳分配方案缺点：需要多次计算才能确定最佳分配方案缺点：需要多次计算才能确定最佳分配方案Thank you!理论分析理论分析 如果两部分气流不掺混，则可以分开计如果两部分气流不掺混，则可以分开计算算实际情况，座椅区部分气流掺混到泳池上方92的原因的原因n n原始计算：原始计算：岸池回风口处回风温度为岸池回风口处回风温度为25.925.9，温差，温差5.95.9 n n要使温差提高要使温差提高0.50.5 ，达到，达到6.46.4 ,由由 可得：可得：m m9292m m
