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1、第六章卷流分布与室内 环境第1讲通风有效性的评价方法气流分布与热湿环境和 空气品质的关系融广义上耕，受控对象所需要的想湿环垸和室内会专品质都是通过合迨的专流分布形成的（不论是有然 对流，还是强制通风）函狭义的专流分布指的是上r下、侧、中）送上r下、侧、中）面或置换送风、个性化送风等具体的送回 风形式；而广义的专流分布，是指一定的送风口形 式和送风参数所带来的室内专流相关参数分布（AirDistribution) o理想的气流分布形式两种典型的理想卷流分布是均匀混合和活塞流动占均匀混合：室内各种参数都完全一样r金河各处 均存在理想的搅拌装置：搅拌但不带人热量等）自活塞流动：送人的空专完金占有原来
2、空专的住置, 二者不发生质量和能量交换实际情况都不是均匀混合和活塞流动，因此不同的卷流分布会形成龛全不同的热湿环境 和童内交态品质均匀混合时的室内参教觞已知房间体积V(m3),送风量Q(m3/s),单板体积余热量pQCp pcp(显想)q(W/m3).余湿量X/(g/m3s).污染源S(g/ns)；送风温度不绝对湿度4、污7 WWt=4 T= f - HpQp染物浓度CjC= G+殖房间的温度、湿度和污染物浓度由原强度和名义时间专教r换与次数的例教)确定,与源的具体核置无关活塞流动时的室内参教藏已知房间体我V(m3),送风量Q(m3/s),单伐 体积余热量(显热J q(W/m3),余湿量 W(
3、g/m35),污染源S(g/m3$)；送风湿度绝 对湿度4、污染物浓度Cj藏房间的滥度、湿度和污染物浓度在经过源之前等于送风参效，经过嫁之后等于均匀混合后的参数，即由源强度和名义时间常数(换卷次数的倒数)确定5实际卷流分布形式前三种典型的遗风形式: 混合通风、置换通风、 个性化送风实际送风的气流形式B几种典型的气流形式上送上上送下日下送下日,侧送上下B实际卷流的评价方法昌实际的专流分布都不会是理想的专流形式， 空间各处的参数是不均匀的，且受送回风形 式r风口住置、类型和数量，风量）、送风 参救、污染源的强度和位羞影响，因此需要 对实际卷流分布好坏进行评价的方法藏根据通风专流的目的，卷流分布的评
4、价分为 三个方面占通风有效性 自桃污有效性 占能量利用有效性与热舒适通风有效性评价的三个方面管空卷龄够换专效率 画可及性1型气龄(Air Age)前最早于20世纪80年代由Sandberg提出。空与给 是指送风到达房网某点 的时间。函在房间内污染嫌分布均 句JL送风为全新风时， 票点的会专给越小，说 明该息的金先施新绰, 会与品质就越好。与会卷龄相关的两个参数昌残余时间(Res i dua I I i f et i me)台会卷从当鬲位置到需开房间的时间融驻留时间(Residence time )占空气需开房间时空专龄% +却/ =却交气龄、或余时间和驻 留时间示意图进口出口13变气龄与频率分
5、布困数和累积分布舀数的关系段从统计角度来看，房间中某一点的空气由不同的空气微团组成，这些微团的年龄各不相同。因此该点所有微团的空气年龄存在一个频率分布函数/T ）和累计 分布函数尸（T）f（rW = F（r）尸（0） = 0 尸（8）= 100000金=jl-F(r)6?r015几处典型的空气龄或时间窗出口处的空气龄台出口这一点的空气龄昌平均驻留时间,出口空气驻留时间的质量平均房间平均空气龄占房间各点空气龄的体平均示踪气体利用示琮气体研究建筑物空气分布与渗透特性是 通风实脸测量的重要手段。示踪专体的目的是准确标识室内空与流动特性， 因此必须具有被动特性，即能够完全跟他空与流 动。同时，作为在实
6、除研究中的气体，必须具有 可测性，即能够使用现有仪界比较方便地测量出 专体的浓度。另外，卖脸中应用的示踪气体需要 具有稳定性，一般情况下不与会卷及其他物质发 生物理或化学反应，以及无奈性等。常见的示踪专体包括甲烷、sf6.二氧化碳等。23示踪专体的,常见痔放方法童脉冲法（pulse methodJ在痔放点群放少量的示踪专体，记录测量点处示踪专体浓度随时间的 变化过程。晶上升法（step-up methodJ :在将放点连续释放 固定强度源的示踪专体，记录测量点处示踪专体 浓度随时间的变化过程O籥下降法（或表域法）（step-down or decay methodj ：房间中示踪卷体的浓度达到
7、平衡状延 后，停止将放示踪卷体，记录测量点处示踪卷体 浓度随时间的变化过程。脉冲法测变气龄画在通风房间的人O奔放少量示踪卷体,被测点的浓度变化过程雷频率分布的数f一展=4 J：C (m/Q)空气龄公式,00rOO。匕公。%北 (m/0)0 PQ为送风量；m为脉冲法群放的示踪卷体的质量上升法测变卷龄够在序同人。处恒定释放示琮卷体，记录检测 点的浓度随时间变化情况/)=CpCp 。（8）一（应/。）空气龄公式雷累积分布的数 m为上升法中示踪卷体的释放速率。下降法测变气龄Cp(O)1尸=前待通风房网各点浓度平 衡后，停止示踪专体加 入，测量被测点的浓度 变化过程iO空专龄公式#2换与效率子对于理想“
8、活塞流？的通风条件，房间的换卷效率最高。此时，房间的平均交专龄最小，它和出口处的空专龄、房间的名义时间带教存在以下的关系:换卷效率的定义及含义融定义实际通风条件下房间平均变卷龄与活塞流下的比值为换卷效率(该值不大于1),它反赎了新绊变与置换原有空气 的快慢与活塞通风下置换快慢的比较=旦义100% 2 Tp常见送回风形式的换气 效率个400%-t-t-t-t-t-t-t-(a)近似活塞流(c)顶送上回(d)上送上回序间平均空气龄的测量方法1 r2Ce(T)dT 一 也P C p82 f zCe(c)d工函下降法iO上升法J，QOTCe(r)dr, _ 0P fooI Cedr其中Ce（竹是出口处
9、的浓度29下降法为例证明平均空龄公式(1)M(O) = C(O)V = C，(O)VTp Cp (0) M(oo) = 0二QGM (功=J Cp (v)dV = M(0)-。j Ce de0000ooj rCede -/J 加(M )00026以下降法为例证明平均 空卷龄公式(2)0000CpdVdrP vl p VC(0)M(0)0000qJc八 J.公0 0M(0)- f一Ce(c)dc1G 041空间各点的换气效率前空同各点的换专效率 =工100% %融会问各点的换专效率可以大于1,反映了新绛空与替换原有会专的有效程度3送风可及性融传统的卷流组织评价翡标，如金卷般和 换与效率，均反映的
10、是稳态情况苗近年来的恐悔袭击和反恐通风，以及 SARS期间有害病者传插的范囹，使人们 越来越关注有F艮时间内送风的有效性送风可及性的定义砧在流场不变的条件下，假设某送风口的空气含有示踪气体（其余风口不含示踪气体，房间内部也无源），且浓度为Cs”则该送风口对空间任一位置在时间t时的可及性定义为力可及性的物理意义殖可及性是流场4身的特性,与示踪与体无关殖可及性反映了在一定时间内，各风口送 风到达空间各点的相对程度殖单一风口经过足够长时间后，空间各点 的可及性均为1融多个风口经过足够长时间后，在空向各 点的可及性和为1送风可及性的性质Asi（x,y,zfi）=OS4/（x,y,z）o lim 4（兀
11、 y, z） = SVE4（x, y, z, 0 = 1MA/.”（x, y, Z） = Z 4,i（X， Z） i=l送风污染物浓度的表达式i当房间初始浓度均匀时，若已知各入口 的送风浓度且无内部源时，各点从开始 时刻到目前的时平均浓度可表达为：C(r) = Co稳杰送风可及性殖稳态时的送风可及性反映了空间各点的 空气有多少来自这个风口，有多少来自 那个风口根据送风可及性的大小，可以确定各风 口对空间各处的影响程度，从而可更有 针对性地调节各送风口的参数来改变空 间各处的值画可以用金先龄,换先效率和送风可及性三种 指标评价禁种通风形式的通风效率雷空卷龄可以用示踪卷体方法测量，有三种群故示踪气体的方法融换卷效率中的房间平均空卷龄可以通过测量 房间挑风处的示踪卷体浓度变化过程而得到雷可及性反映了各送风。的空卷在给定时间到达空间各处的有效程度思考题画试分析采用示踪气体测量型卷龄的三种降放方法的优缺点：()脉冲法；(2)上升法; (3)下叶东(或衰减法)画试推导均匀混合通风时空卷龄、驻留时间, 换卷效率,可及性的表达式画 证明送风可及性左单个送风u的通风房间中具有下列基本性质。W A$(x,y,Z) 04 (x, y, z, oo) = lim & (x, y, Z/)= 1r-x4(% HZ。是t的单调通增舀数。