气流（共11篇）
气流 篇1
节能减排是当前我国经济社会可持续发展的内在要求。在网络运营中大力加强节能降耗,是通信行业的一项重要工作。
通过研究机房的气流组织,为IDC机房的使用和后续规划提供有益的建议和解决方案,从而确保机房的空调系统能够发挥最大效益,实现节能减排目标。
2现有机房气流组织存在的问题
(1)目前通信机房内机架大多数是所有机架正面朝同一方向的排队式摆放方式,前排设备排出的热风被后排设备吸入形成短路,导致后排设备温度高。
(2)通信机房各个区域设备功率不同,普通送风方式采用先冷却环境再冷却设备,不能做到冷量“按需分配”, 导致设备局部过热告警。
(3)在空调系统总冷量有富余的情况下,机房仍然存在局部热点 , 设备安装没有达到设计容量,但已不能再增加设备。
3机房气流组织研究
3.1机房气流组织的分类
机房内气流组织形式应结合建筑条件、通信设备自身冷却方式、设备布置方式、散热量以及室内风速、防尘、 噪声等要求进行选择。目前通信机房空调气流组织主要采取3种气流组织形式,即房间级制冷、行级制冷和机柜级制冷,如图1所示。
(1)房间级制冷气流组织方式
房间级制冷气流组织是一种“先冷却环境后冷却设备”的气流组织。采取该方式的传统机房容易造成靠近空调的设备一侧冷,而远离空调一侧的设备热的现象。机房内环境温度冷热不均,空调冷气很难做到按需分配,再加上个别机房设备结构和排列方式不合理,从而经常导致机房内设备局部过热和热岛现象。
为了解决上述局部过热和热岛现象,往往会采用增加空调制冷量,或外加电风扇等辅助设备散热的方法,使得该类机房能耗很大。
(2)行间级制冷气流组织方式
行间级制冷气流组织方式主要包括如下两种形式:
1下送冷风方式:冷气从位于两列设备间的冷通道的地板静压箱上方的防静电板上格栅出来向通道内设备送冷风,空调通过自然回风或风管将热气收回。
2上送冷风方式:空调通过两列设备间的通道上方的送风管将冷气送向设备,空调采用自然回风方式将热风回收到空调进行处理。
行间级制冷方式相对于房间级制冷方式而言,空调冷气更靠近设备,并且可以通过调整分布在送风管上的风量调节阀控制对风量大小,因此能减轻设备出现的局部过热和热岛现象。但是由于冷热通道并非完全隔离,而是呈局部开放状态,所以不能排除机房内冷气与设备出来的热风混合,仍会造成空调冷气损耗,导致制冷效果具有局限性, 空调能耗较大。
3机柜级制冷气流组织方式
机柜级制冷气流组织方式是一种“先冷设备再冷环境”的气流组织方式,分为上送风和下送风两种方式。与行间级制冷气流组织方式的区别在于冷通道或热通道完全隔离,如图2所示。
3.2机房气流组织的选择
通信机房建设要以国家标准和行业规范为依据,根据各专业设备风道的特点,正确选择不同的空调制冷气流组织方式,避免出现局部过热和热岛现象发生。
(1)满足节能指标要求
1满足节能指标要求,在规划设计方案中,应提出电源能效目标PUE值不高于1.5。
2机房装修、配套设备、设备排列布局等应符合空调气流组织方式,避免出现局部过热和热岛现象发生。
3对于小型的接入网机房、移动基站可采用房间级冷气流组织方式进行规划设计。
4对于平均设备功耗不大的普通机房应优先采用行级气流组织方式进行规划设计。
5对于各类专业共用的综合性通信机房,按专业分区布局设备,根据设备功耗不同,可采用一种或一种以上空调制冷气流组织方式。
6对于IT以及IDC机房,应优先采用机柜级气流组织方式进行规划设计,按“冷热通道隔离”原则布放机柜, 机柜宜采用面对面、背对背的布置方式,避免级联加热现象。应将不同功耗设备均匀分布到机柜或按不同功耗分区布局设计,机房应设特殊区域用于处理高功耗设备和特殊结构设备的安装使用。
4 IDC机房气流组织运用
IDC机房的设备平均功耗大,因此气流组织的问题在IDC机房中至关重要,将直接影响到机房的可靠性、可用性、经济性。IDC机房的气流组织要考虑机房的结构与建筑面积、设备的功率、设备机柜的进排风口位置。
根据IDC机房的特点,对IDC机房的气流组织提出“设备定位、红线划分、区域网格化、功率控制、机柜微环境” 的整体规划思路。
(1) 设备定位
针对各类业务设备、电源、空调、消防、照明等系统; 对机房进行合理布局,合理调整电源走线、送风空调的送风布置模式,确保多个系统高效协同工作。区域空间需要有计划地启用,提高机房的整体制冷效果 , 如图3所示。
(2) 红线划分
对机房区域合理规划,划定机房的安装分界红线,确保机房机柜之间通道距离,满足风管、走线架安装有足够的空间,形成有效的冷热通道,设备的后期操作维护空间足够 , 如图4所示。
(3) 区域网格化
将IDC机房中的高散热设备安装到离空调较近的区域,根据业务发展需求对机房的进行合理分区划分,满足业务设备业务安装需求。将机房的使用根据业务发展需求进行网格化,满足业务设备的发展需要,如图5所示。
(4) 功率控制
根据电源与空调位置,结合机房空间,对设备区域进行合理的功率密度规划,规划每个区域设备单柜的最大功率、最小功率、平均功率以及平均总功率。限制安装机柜设备的上下限功率密度,指导后期的工程建设,如表1、 图6所示。
(5) 机柜微环境
作为机房制冷系统工程的最后一公里,机柜微环境至关重要,机柜的送排风条件不良,机房的制冷效果就大打折扣。统一优化机柜设备的送风方式,有效地解决设备的制冷需求 , 如图7所示。
5 IDC机房气流组织发展趋势
未来数据中心将按照可靠、节能和整体快速部署的理念,构建的创新式数据中心基础架构解决方案。一种实现方式是模块化数据中心,第二种实现方式是集装箱式的数据中心,如图8所示。
5.1模块化数据中心
(1)组成
模块化数据中心系统由供电系统、制冷系统、机柜系统、管理系统4个核心部分组成。
(2)特点
(3)节能
模块化数据中心通过合理安排组织气流,整体节约能源约30%, PUE值将下降至1.5,如图9所示。
(4)施工快捷
传传统统的的数数据据机机房房的装修时间需要3~6个月,安装主设设备备及及配配套套设设备备需需要要1~6个月,总体约需4~12个月。模块块化化数数据据中中心心,,从从下下单到运行只需要2个月时间,可根据需需求求随随时时扩扩容容,,如如图图10,11所示。
5.2集装箱式数据中心
(5)组成
集装箱式的数据中心主要由集装箱、设备机柜、配套电源空调系统等组成。
(6)气流组织方式
集装箱式数据中心以配套电源的功率大小,来区分箱体类型,箱内气流组织根据对数据中心内部温度传感器进行风量及制冷量的有效控制,来达到一定的恒温效果。
(7)低热密度型:
每机柜负载小于3kW,推荐的地板下送风的方案, 建议地板高度300mm。
(8)中热密度型:
每机柜负载在3 ~ 10k W之间,其制冷方案可以采用封闭通道的方式,阻止冷热气流的混合。
(9)高热密度型:
怪异的气流 篇2
8000米……5000米……3000米……飞机离地面越来越近。完啦！瞬间就要机毁人亡，驾驶员绝望地闭上了眼睛，客舱里哭爹喊娘，乱成一团。
就在飞机下降到距地面只有1000多米的时候，奇迹出现了。一股强大的气流自下而上滚滚涌起来，稳稳地托住了机体，使它像直升机一样定格在半空中。
这股气流源源不断，一直持续了约有两个多钟头。机组人员欣喜若狂，抓住这有利时机进行抢修，故障排除。气流突然变得一阵猛烈，一下子把飞机送上了万米高空。最后，飞机化险为夷，安全降落目的地，除了一名日本商人吓得尿裤子，没有造成任何大的损失。
为什么会出现这样的奇迹？这股怪异的气流是怎样形成的呢？
有关部门一路追查，找到了气流形成的地点——忽悠县太虚乡，准确定位在乡政府大院会议室，气流中心发生器是在乡政府楼上架设的四个250瓦的高音大喇叭，辅助的是与其相匹配的送往千家万户的小喇叭。
“当时会议室在开会么？”调查人员问。
“是的。在开全乡一年一度的工作总结大会。”乡秘书回答。
“上午9点到11点18分这段时间进行的是什么内容？”
秘书翻了下会议记录：“这期间是我们崔大牛乡长在作报告，回顾全年的工作成绩。”
“11点18分到28分是什么内容？”调查人员又问。
“崔乡长讲完话，全场鼓掌10分钟。”
调查人员心里有了点谱儿，原来那股托住飞机的气流是崔大牛乡长吹牛促成的，而后把飞机送上高空的强猛气流则生成于大家的鼓掌欢呼。
调查组回去一汇报，民航局领导顿时紧张起来，立即指示：“马上改变航线！绕开太虚乡。”
“为什么？”下属们不解。
气流 篇3
城市道路交叉口气流运动的三维数值模拟
采用数值模拟的方法,探究了城市道路交叉口内的气流运动规律.基于德国汉堡大学风洞试验中的.交叉口物理模型,采用耦合湍流模型的N-S方程,数值求解了交叉口处的三维气流场.数值模拟结果与风洞实验结果基本符合,达到了相互印证的效果.数值模拟结果表明:对于有纵向偏移(偏移量等于建筑物高度)的道路交叉口,在与来流风向垂直的纵向街道的水平面上形成三个旋涡;在远离交叉口中心并与来流风向垂直的交叉口街道峡谷内垂直面上形成一个顺时针旋涡;由于存在建筑物偏移,交叉口处的空气交换表现为来流从左方和上方街道导入,而从右方和下方街道导出,该空气交换特征与对称交叉口的空气交换规律截然不同.
作 者：黄远东 曾宁斌 孙亚男 胡晓南 作者单位：上海理工大学,环境与建筑学院,上海,93刊 名：宜春学院学报英文刊名：JOURNAL OF YICHUN COLLEGE年，卷(期)：31(6)分类号：X169关键词：城市交叉口 气流运动 数值模拟 湍流模型
气流 篇4
西北太平洋热带气旋强度与环境气流切变关系的气候分析
采用NCEP/NCAR再分析资料和JTwC(美国关岛联合台风警报中心)资料,对1974～5～10月西北太平洋热带气旋(TC)强度和环境风垂直切变进行了趋势特征、振荡周期和空间结构分析.结果表明:西北太平洋热带风暴强度以上TC的最大风速和环境风垂直切变在时间上有相反的`变化趋势,弱的环境风垂直切变有利于TC强度的增大;前12 h的环境风垂直切变对TC强度的发展影响最大.环境风垂直切变在两北太平洋TC最强的年份表现为环境风切变值小,TC发生密集;最弱的年份表现为环境风切变值大,TC发生稀疏.
作 者：苏丽欣 周锁铨 吴战平余锦华 Su Lixin Zhou Suoquan Wu Zhanping Yu Jinhua 作者单位：苏丽欣,周锁铨,余锦华,Su Lixin,Zhou Suoquan,Yu Jinhua(南京信息工程大学江苏省气象灾害重点实验室,南京,210044)吴战平,Wu Zhanping(贵州省气象局,贵阳,550002)
刊 名：气象科技 PKU英文刊名：METEOROLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 36(5) 分类号：P4 关键词：热带气旋 环境风 垂直切变 最大风速深冷式对喷气流磨 篇5
授权公告日:2016.05.04
申请号:2015203502635
专利权人:山东理工大学
发明人:刁怀龙;赵娜;于晓阳
地址:255086山东省淄博市高新技术开发区高创园A座313室
Int.Cl.:B02C19/06 (2006.01) I;?B02C23/00 (2006.01) I
气流式地板除湿装置 篇6
木地板安装时需要打龙骨架，安装好后在木地板与楼房水泥板之间存在一个架空层。人们在居住一段时间之后，密不通风的地板下的气体难免容易潮湿。
而且，木地板与水泥板间的架空层正是细菌和尘螨容易滋生的地方。一旦它们大量繁殖，则会污染居室环境，影响人们的健康。
为了保护地板，防止细菌和尘螨滋生，改善居室环境，我们从“换气扇”得到启示，经过认真的思考，采用主体附加法，设计制作出气流式地板除湿装置。
1.基本思路
在地板条上安装透气塞，要求带透气塞的地板条表面平整，不改变地板安装工艺。
2.装置模型
我们先后制作了平板气流式地板除濕装置、立式气流式地板除湿装置、虹吸气流式地板除湿装置三套模型。
前两套模型主要由墙体盒（或地板内置盒）、开关、温湿度控制器计、鼓风机、温湿度探测器、带通气孔的龙骨架、主管、支管，带透气塞的木地板等组成。
第三套模型由风口器、主连接管、支管、带透气塞的地板、带通气孔的龙骨架，手摇式生风器等组成。它工作时，基于气流虹吸原理进行气流循环，将地板下的潮湿气体带入大气中。
3.创新点
①实现了地板下的气体与外部大气之间的连通，提供了地板内部除湿所需要的气流，结构简单；
②设计了附带透气塞的木地板条，是对木地板结构的创新；
③装置的使用不影响现行的地板安装工艺和居室地板的整体美观；
④利用气流虹吸原理对地板内部空间进行除湿，节能环保。
气流93SAAB 2.0TS 篇7
在此基调之下，音响系统、通讯系统、灯光系统以及空调系统所需的无数按键纷纷在方向盘、中控台等地方找到了属于自己的领地，它们的“行为”使任何一位初次踏入萨博93的人都会感到莫大的压力，这种压力来源于对飞机驾驶的陌生，来源于对于自己能否快速、准确地判断事物的不自信……来源于——在艳阳下已经开始燥热的天气。
借用飞机的灵魂
事实上，从我将全黑的手刹杆放下之时起，从那全黑的手刹杆与中控台左缘边线融合为完美的一体并让人无法察觉它的存在的那一刻起，我已开始沉醉于萨博这辆宣扬运动的俊美车型中了。制造世界最优秀的航空器的背景，使得萨博的设计师在面对工整、光洁的中控台面板时无法无动于衷，他们的脑海始终无法抹去对于云游长空的飞机的记忆，于是密密麻麻的按键打破了光洁，于是我们在萨博车内感受到了驾驶飞机的氛围，特别是当绿色灯光闪亮于暗灰色的面板之中时，掌控方向盘的人更是体会到一股莫名的豪壮感，似乎不久之后，这辆车便能摆脱重力的束缚，离地而起。
而实际上，虽然和那些翱翔蓝天的飞机们有着相通之处，但陆地行驶和航空这两种不尽相同的空气动力学分支还是体现出了彼此之间的巨大差异。速度越快，萨博93那流线的车身所获得的下压力便越大，而不是像它的飞机朋友们那样获得大到足够挣脱地心引力的升力。在精心挑选的测试道路上，我们探究了这部带有重度涡轮增压的瑞典车的极速，当转速表不再攀升时，速度表指针已经划过230km/h刻度，而此时的萨博932.0TS依然行走平稳，我的双手只需轻轻地搭在方向盘上，无须用力，流线的车身似乎已经融入广博的大气之中，不受丝毫牵绊。轮胎高速滚动引发的巨大噪声被严密的车身削弱了，但那雄浑噪声的一部分还是掺合着些许风噪流向了我们的耳膜，但是，那是生动的声音，它让我们知道自己身处何种环境之下，想想看，闭上眼睛，一秒钟之后再次睁开，我们的身体已经飞速掠过64m之遥!其实，我们还能谈论想要谈论的任何话题，我是说，车内噪声还远未达到掩盖一切的地步，我们的眼球虽然要面对飞速掠过的景象，但如果是乘客的话，甚至还可以闭上眼睛在平稳的车内小憩一下。对，在以超过230km/h速度移动的车内休息，一定是不错的主意，而且，突如其来的侧向风也不会给行车带来丝毫麻烦，不过那种极其轻微的晃动也不失为一种舒适。
因此，乘客可以将乘坐萨博932.0TS看成是一次0高度的航空活动，那么驾驶者呢?千万不要以为自己真的是在开飞机，虽然萨博932.0TS向飞机借用了灵魂，但它依然是一部汽车，一部充满着浓郁的北欧风情的汽车，不过，在我看来，它更像北欧皑皑白雪之中突然破土而出的炙热熔岩，它的热会将一切闪念熔化。
熔化的闪念
这是一部能够长时间高速奔跑的车，在那样的速度下，在那样的氛围下，每个人都察觉到了自己的心跳。
不过，这并非这辆带有“SAAB”标徽的车子的唯一优点。如果，阁下愿意与1998ml涡轮增压发动机共同度过一个难忘的下午的话，你将有新的发现。
在怠速状态下，你亦能听到瑞典工程师特意留给我们的音符，那是一种低沉、厚重的鸣响，仿佛离我们很遥远但又似乎近在耳畔。整个驾驶舱内(请允许我使用这个词汇，因为阅毕满目复杂按键编排之后，我能想到的只有来自航空器专业的词汇——驾驶舱)充满了战前准备的紧张氛围。绿色的仪表指示灯、绿色的液晶显示屏、暗黑色的面板，这些装扮纯粹得让我只想尽最快速度踩下油门踏板，是的，我那样做了，我用这种激烈的方式为自己赶走了春初午后的倦意。
有涡轮增压器在场，加速永远都会是富于层次变化的艺术。转速表指针划过3000rpm的时候，“嘶——嘶——”的鸣叫声便拉开了变脸的序幕——萨博932.0TS一改涡轮增压器功力全开之前的温和，它变得像一位六亲不认的暴君，发动机尽情地尖叫着，转速表和速度表的指针毫不犹豫地摆动着，此时此刻，渴望加速快感的闪念已经熔化在高亢的咆哮声中，熔化在座椅对背部的推力中，熔化在紧张刺激的情绪中了。
300Nm的最大扭矩和155kW的最大功率很快就将后视镜里的其他同事甩得无影无踪。虽然不太适应，但按动方向盘盘辐上的换挡按钮还是一件颇为愉快的事，它们可以为我提供掌控发动机动力的最简单的方法。不过，Sentronic 5速变速器毕竟是一台自动变速器，它所提供的难得的手动换挡模式，对于大部分人而言也许能在特定时候起到调节心情的作用，但对于我来说，那只不过是一种慰藉。事实上，这台平日使用已相当讨好的变速器在手动模式下依然未能逃脱惯常出现的弊端——按下换挡键之后，反应时间过长，毕竟，我们不可将其与纯粹的手动变速器相提并论。好在，系统接纳换挡指令之后，挡位变换的过程是短暂的，这个过程短暂到令我依然愿将“运动车”之名授予萨博932.0TS。
运动神髓
如果你认为萨博932.0TS借着涡轮增压器仅仅是在动力性能方面表现突出的话，那么，你可能还未读懂带着北欧寒风席卷而来的萨博品牌。这个曾经制造军用飞机的公司对于自家车型的要求从来就不比战斗机低，萨博汽车也需要出众的机动性能，这才是其立足车坛的基本要素。
即使是一辆不折不扣的轿车，但932.0TS的离地间隙并不比那些纯种跑车高多少，它的轮拱严严实实地包裹着4只车轮，动感十足。在金港赛道上，932.0TS有着极为精准的转向反应，弯前，转动方向盘，前轮即刻进入转向姿态，紧凑的车身随即杀入弯中，未有半点迟疑。镶有黑色饰条的运动座椅给予我莫大的支撑，无论以多快的速度过弯，我始终都能轻松保持良好的坐姿；而运动调校的悬架也给予车身强有力的支撑，932.0TS决不会表现出令人泄气的大幅侧倾。事实上，后桥的多连杆悬挂系统使得弯道中的车尾异常稳定(使过弯异常稳定的还有萨博的精心设定——大力刹车时，后轮会自动产生一定的前束，由此一来，后桥便有更为出色的稳定性)，于是前轮便能专心地应付弯道的考验。
从天而降
萨博(SAAB)，这个品牌我们并不陌生当挂有“SAAB”标徽的各路车型频繁地在电视以及电影屏幕中呼啸而过时，人们已经开始了对这一瑞典豪华车品牌的追捧。
事实上，萨博这一品牌所走过的路，除了“从天而降”这一重大转变之外，其实并
不曲折，从1944年起，当萨博从一家军用飞机制造厂转型为汽车制造厂之后，这个品牌就一如既往地守护着属于自己的独特个性，并且不断在汽车制造领域创造非凡的成就。我们可以感受得到在萨博汽车的骨子里透着一股翱翔蓝天的意念而萨博之名也恰好为此佐证——SAAB，即SvenskaAeroplan Aktiebolaget，意为瑞典飞机公司。
从蓝天到陆地，萨博的神髓未变，它是无拘无束的象征。这家公司的第一辆汽车就像是完全由空气制造出来的一样，它似乎末受到任何人为因素的影响——92.001，这辆车的造型就如同其名一般单调。1946年的萨博92.001就像行于空气之中的气流一样，完全水滴状的造型，使其具有极低的风阻系数。
随后，萨博出产了93、95、96、99等车型并在汽车科技方面不断钻研。除此之外，喜爱赛车运动的北欧人还将萨博汽车投入到世界范围内的赛车运动中去无论在本国还是在欧洲其他国家甚至是遥远的美国，人们都能经常在电视里看到萨博赛车驰骋拉力赛场的英姿，听到有关萨博赛车夺冠的消息 因此，热衷赛车的萨博品牌始终与运动精神形影不离。
在1990年通用汽车收购萨博之后，这家坚持运动个性的北欧车厂也有了稳固的靠山而通用汽车也希望萨博能够继续在老牌欧洲高档车品牌阵营
中占有一席之地并继续提升自身的实力。如今的萨博汽车已是集各项科技于一身的豪华汽车但人们永远都能通过始终如一的中网造型以及如气流般的车身辨出它的家世它也会始终如一地以其飞机驾驶舱般的内饰陈设以及雄浑的涡轮增压器轰鸣声犒劳拥护它的车迷们。
我能听到225/45 R 17的轮胎正在奋力与地面搏斗的声音，巨大的侧向加速度也让我的心跳变得急促，不过，在出弯的时刻，指向前方的强大加速度将我从过弯时的离心力中解救出来。涡轮奋勇地工作着，它工作的方式是如此狂暴，以至于仪表板内的Turbo仪表指针几乎像武士手中的砍刀一样劈向表盘的尽头!这份狂暴，使得萨博932.0TS片刻不敢停留便径直地冲向下一道弯口，随即，轮胎的尖叫声再次响起……
除了运动之外……
也许，萨博932.0TS太像一部跑车了，这当然不仅仅指它那慑人的钢叉状轮圈，也不仅仅指它刚才在赛道上的表现。事实上，它虽然蕴含着运动的天赋，但它的身份却是轿车，虽然在厂家的车型名录上为其加上了“运动”的定语，但它在大部分时间都会非常乖巧地充当城市代步工具的角色。
没错，身价逾40万元人民币的萨博932.0TS能为我们带来豪华、舒适的车内环境。真皮的手感非常棒，而且各种部件的造型设计既简洁又极富品味。车载7喇叭音响系统，无论高音还是低音都能完美呈现优美的乐章；独立空调系统功力强劲，即刻便能创造所需的车内气候。作为高档轿车，各类安全性电子装备自然会在萨博932.0TS身上出现，TCS、ESP、ABS、EBD一个都不少。装备齐全的932.0TS的确相当诱人，但是我现在的试驾并非像准车主那样抱有选购衡量的心理，因此我完全没有心理负担，无须考虑是否购买，无须考虑它与国产同级竞争者比较起来，孰更划算，这简直是太好了!
因此，我还能无忧无虑地在赛道上再跑几圈，充分享受这北欧风格的干脆利落!
气流粉碎技术专利技术综述 篇8
关键词：气流,粉碎,流化床
引言
现代粉体技术的发展[1], 使得人们对物料的细度、纯度和粒度分布都有一定的生产要求, 为满足这些生产要求, 产生了超细粉碎技术, 其中超细粉碎设备按不同的粉碎方式可分为:气流粉碎机、机械冲击式粉碎机、振动磨、搅拌磨等[2]。在这几种类型的超细粉碎设备中, 由于气流粉碎机是利用高速气流的粉碎作用, 从而使得待粉碎的物料颗粒自身之间发生碰撞以进行粉碎, 因而由于气流粉碎机区别于其他类型粉碎设备的所具有独特的粉碎特性, 从而使得经过气流粉碎机粉碎后的物料粒度很细, 而且纯度很高。此外, 其他类型的粉碎设备由于在粉碎过程中会产生热量, 从而使得热敏性物料在粉碎过程中会因吸收热量而发生变质, 但是由于气流粉碎机的粉碎空间是低温环境, 因而可以适用于热敏性材料。因此, 相对于其他类型的粉碎设备, 气流粉碎机在粉体工业中具有越来越重要的地位。
1 气流粉碎技术专利技术的整体情况
1.1 专利申请量趋势分析
图1为气流粉碎技术在全球范围内的专利申请趋势图, 由图1可见, 气流粉碎技术在全球范围内, 1980年开始, 申请量就一直处于稳定发展时期。图2为气流粉碎技术中国专利申请趋势图, 由图可见, 在1980年之前, 中国没有一件关于气流粉碎技术的专利, 1990年至2000年间气流粉碎技术的申请量开始有所上升, 2000年到2010年气流粉碎技术的申请量有了较为快速的增长, 从2010年之后, 中国关于气流粉碎技术的申请量有了蓬勃式的发展, 在2010年至2014年4年期间, 申请量几乎堪同之前30年间的申请量, 而在这期间, 中国的申请量也占据了全球申请量的将近一半。气流粉碎技术在全球及中国的专利申请趋势, 也正与气流粉碎技术的发展相适应, 由于国外对气流粉碎技术的研究已经有近一个世纪的历史, 而中国起步相对较晚, 在20世纪80年代才开始研究, 因此, 虽然目前中国气流粉碎技术已经取得了很大的进步, 为中国的粉体技术的发展作出贡献, 但是和发达国家相比仍然存在一定的差距。
1.2 专利申请输出国
专利申请产出国是指一项技术的原创技术国, 一个国家拥有的原创技术越多, 说明其在该技术领域的研发能力和技术实力越强。
通过对所检索到的专利文献产出国进行统计分析, 如图3所示, 可以看到排在前列的国家依次为日本、美国、中国、德国、俄罗斯、英国, 并且日本的申请量最大, 远远大于其他国家, 显示出极高的开发研究活跃度, 而且各国的申请量也与其国家所具有的企业和科研能力相适应。
1.3 主要技术分支
气流粉碎是一种利用物料的自磨作用, 用高速气流或热蒸汽对物料进行冲击, 使物料之间发生强烈的碰撞和摩擦作用, 以达到物料的粉碎[3], 目前气流粉碎机有5种机型, 即循环式气流粉碎机、扁平式气流粉碎机、靶式气流粉碎机、对冲式气流粉碎机、流化床式气流粉碎机。
循环式气流粉碎机[3]的粉碎腔为一垂直O形循环通路, 这种类型的设备虽然体积小、生产能力大, 但是对循环管壁的磨损严重。
扁平 (圆盘) 式气流粉碎机的粉碎腔为扁平圆形, 这种类型的设备结构简单, 操作方便, 但是粉碎腔磨损严重, 对产品的纯度产生一定的影响。
靶式气流粉碎机是一种物料在高速气流的作用下高速撞击冲击部件而使得物料被粉碎的气流粉碎机, 其中的冲击部件具有固定和活动两种类型, 由于物料在高速气流的作用下对冲击部件的冲击比较强烈, 从而使得冲击部件容易发生磨损, 以致于对物料造成污染, 影响物料的纯度[4]。
对撞式气流粉碎机是一种物料在两束高速气流的作用下发生碰撞从而使得物料被粉碎的气流粉碎机, 这种类型的粉碎机生产能力大, 冲击强度大, 而且是由于物料自身碰撞产生粉碎的, 因此粉碎后的物料纯度很高[4]。
流化床 (流态化) 式气流粉碎机是在立式圆筒形粉碎腔内, 底部设有喷嘴或在壳壁径向设有喷嘴, 高速气流经喷嘴射入, 从而使得加入后的物料因气流膨胀呈流化床悬浮翻腾而产生的碰撞、摩擦进行粉碎。这种类型的设备具有噪音低, 占地小, 能耗低, 粉碎效率高等优点。
这五种类型的气流粉碎机设备, 每一种都有自己的优势和短处, 而其中, 流化床式气流粉碎机具有明显的优势[4], 具有较高的研究价值, 而且可以通过各式气流粉碎机在中国专利的申请量可以看出, 如图4所示, 流化床气流粉碎机在中国的申请量最大, 并且未来流化床气流粉碎技术的应用将越来越多, 具有良好的发展前景。
2 结语
本文针对气流粉碎技术对现有技术进行了梳理, 阐述了这一方面的专利申请的全球发展趋势以及在各国的分布情况。分析表明, 气流粉碎技术的主要几种类型已经比较成熟, 现有技术的发展主要是通过细节的改进以使相应的技术效果更好。随着中国气流粉碎技术方面的专利申请量的不断增多, 以及超细粉体粉碎技术的不断发展, 了解这一技术领域的专利发展情况对于企业的发展方向具有一定的指导作用。
参考文献
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无菌粉针气流分装现状分析与改进 篇9
1 造成装量偏差的原因及改进设想
(1) 原因:小搅拌叶与分装轮各装粉孔的对应关系, 不能保证装粉孔吸粉时有足量粉体供应。改进方法:找出二者最佳相对运动关系。 (2) 原因:压缩空气系统不够畅通。改进方法:清理检查。 (3) 原因:压缩空气与分装轮运转的时序配合有差异, 导致压缩空气在分装轮运转时, 从分装轮与空气分配盘的缝隙漏出。改进方法:调整时序轮与之对应的开关角度。 (4) 原因:用于卸粉、内清、外清的压缩空气串入真空气路, 消减了吸粉真空度。改进方法:增加空气分配盘与分装轮接触面间压力。 (5) 原因:小搅拌密封块与运转状态的分装轮间的密封程度不够, 导致真空泄漏。改进方法:在紧密度不导致粒屑污染的前提下, 尽量增加二者间紧密度, 使真空能够充分用于吸粉。 (6) 原因:空气分配盘真空通气的孔径不够大, 真空槽不够深, 真空抽气速度不够大。改进方法:将空气分配盘真空通气的孔径扩大, 真空槽挖深, 加大真空抽气速率。
2 试验过程
2.1 压缩空气系统
(1) 测量用于卸粉的压缩空气通过活塞 (已分装使用2天) 前后的压差, 认为对装粉效果影响不大; (2) 检查压缩空气储气缓冲罐, 罐内不存在过滤器, 其进口安装有单向阀, 系统不存在泄漏; (3) 调整压缩空气吹的时间, 观察吸粉效果不受影响。
由观察到的现象判断, 压缩空气串入真空气路, 串气的途径为空气分配盘与分装轮之间的缝隙。以此为根据, 在固定空气分配盘的3个弹簧支柱的每根弹簧的导向柱上加7 mm厚的垫, 从而增加空气分配盘与分装轮接触面的压力。
2.2 真空系统
(1) 测量通过活塞 (已经使用2天) 前后真空度差值, 认为该差值对吸粉效果影响不大; (2) 鉴于真空能够充分用于吸粉的前提条件:真空系统是密闭的。对此制定了应对措施, 即在小搅拌与运转状态的分装轮间的紧密度不导致粒屑污染的前提下, 尽量增加二者间紧密度以提高真空利用率。为此, 更换了小搅拌上全部密封块; (3) 对空气分配盘进行设计、加工改造, 将空气分配盘真空通气的孔径扩大, 真空槽挖深, 达到了加大真空抽气速率的目的。
3 改进后效果
图1为分装机空气分配盘改进情况对比图, 将原M6孔改扩为M10, 以增加抽气量;原真空口改为通槽, 以增加抽气量。改进后效果分析如下: (1) 未经任何机械变换情况下试装粉结果如表1所示。试验结果表明:单次分装活塞孔吸粉不满, 装量难以控制在范围内, 单次分装不能用于正常生产。 (2) 技术改进, 小搅拌换用新密封块, 空气分配盘用改造过的, 效果如附表所示。试验结果表明:单次分装活塞孔吸粉效果不错, 装量随时间的衰减为正常, 单次分装能够正常生产。
气流 篇10
关键词：纵向通风；笼养蛋鸡舍；计算流体力学；气流组织；热湿环境
中图分类号： TU264+.7 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2014）03-0337-06
鸡舍内微气候环境包括气流组织、温度、相对湿度等，对鸡的生产、生活性能有重要影响。由于养鸡业向高密度、集约化发展，目前我国多数集约化蛋鸡养殖场存在舍内微环境不稳定、空气污浊、粉尘较大、缺乏现代化设施、环境控制能力差、存在疾病隐患等问题[1]。通风是密闭式鸡舍内环境调控的重要手段，良好的通风对改善舍内热环境条件和空气质量，提高鸡的健康和生产水平有重要作用。与传统横向通风方式相比，纵向通风方式由于具有更高的通风效率、气流速度，且噪音更低，加上污浊空气便于集中消毒，相邻鸡舍间交叉污染少，从而在近年来的鸡舍设计中得到了广泛应用。李保明对纵向通风系统的设计与应用进行了研究，分别讨论了鸡舍纵向通风系统的通风换气量与舍内风速取值、进气口面积与位置的确定，风机的选型及其不同季节的运行管理等问题[2]。但调查显示，采用纵向通风的鸡舍并不能达到满意的效果，主要影响因素包括进风口设计、风机配置及安装、过流断面及漏风问题等，这些因素都会影响舍内的气流组织[3]，因此，研究舍内气流组织对纵向通风的设计和优化具有重要意义。
目前关于笼养鸡舍通风效果的研究主要集中于试验方法[4-8]。由于安装测试仪器及设备以及人员进出会影响鸡群的生产和生活，导致试验中监测鸡舍数量及舍内监测布点有限，另外监测仪器也存在不可避免的干扰。随着计算机技术的发展，计算流体力学（computer fluid dynamic，CFD）方法由于能得到计算区域内任意点的相关参数，且后处理组件可以给出可视化结果，直观反映流速或温度的变化分布，其应用越来越广。目前在农业领域，CFD方法在温室[9]、猪舍[10-12]、牛舍[13]通风系统的研究中得到很好应用；由于平养鸡舍内设备较少，计算模型较为简单，CFD方法也在平养鸡舍方面得到推广[14-16]。而笼养鸡舍由于其设备的复杂性，应用CFD方法很少，且一般多采用二维模型[17-18]。本研究采用CFD方法研究中等规模叠层笼养蛋鸡舍内的纵向通风系统，分析鸡舍内的气流组织及热湿环境的三维分布，旨在为叠层笼养蛋鸡舍的纵向通风系统设计提供参考。
1 标准鸡舍的建立
根据调研及文献查阅结果，目前蛋鸡舍的饲养规模大致可分为3种：起步阶段存栏2 000～5 000羽，中等规模饲养阶段存栏1万～5万羽，大规模饲养阶段存栏10万羽以上，每栋鸡舍最大饲养规模的推荐值为1.5万～2万羽。本研究将建立1个中等规模、采用纵向通风的标准鸡舍，即存栏1万羽蛋鸡，鸡舍总长67 m，跨度12 m，檐高3.2 m。鸡舍内采用2列4层的鸡笼。
1.1 纵向通风系统的设计
通风换气量根据鸡舍内断面风速进行确定，取断面风速为1.5 m/s[2]，则鸡舍内换气量为：1.5×12×3.2=57.6 m3/s。采用6台SFT-No10型号的风机，额定风量为32 100 m3/h，安装在一侧山墙上。进风口面积按风机面积的2倍确定，以减少进气口阻力，风机和进风口分设在两侧山墙上[2]，具体布置见图1。
1.2 鸡笼和鸡体模型的建立
为了计算鸡笼和鸡体对气流组织的影响，应尽量使模型与实际情况相符合，但若按鸡笼和鸡体的实际尺寸建立模型，须要划分的网格数量很大，迭代过程很长，而且会影响迭代过程的收敛性。目前在模拟障碍物对气流组织的影响时，多采用多孔介质模型[19-21]。张天柱等在模拟二维鸡舍的气流组织时，也采用了多孔介质模型简化舍内鸡笼对气流的阻力作用[17]。本研究将单个鸡笼简化为多孔介质模型，设定其阻力系数来表示鸡体对空气流动的阻碍作用。由于鸡笼在3个方向上对空气的阻力特性均不同，所以应分别计算3个方向的阻力系数。
多孔介质模型采用经验公式定义多孔介质上的流动阻力。从本质上说，多孔介质模型是在动量方程中增加了1个代表动量耗散的源项以模拟多孔介质的作用。源项由2部分组成：黏性损失项，即方程（1）右端第1项；惯性损失项，方程（1）右端第2项。
3 模拟结果
通过计算得出，鸡舍内平均风速为1.4 m/s，与前面的理论计算值的相对误差为6.7%，在可接受范围内，满足设计要求。鸡舍内平均温度为31.72 ℃，而从热应激的角度看，21～26 ℃是鸡的舒适环境温度范围，26～32 ℃是不太舒适、但能维持正常生理功能的环境温度范围，高于32 ℃是鸡生理功能区域紊乱的温度范围[23]。31.72 ℃的平均温度可以维持蛋鸡的基本生理功能，但为了保证其生产能力，还是应该采取辅助降温措施将舍内温度降至25 ℃以下。蛋鸡的适宜相对湿度为60%，但相对湿度为45%～70%对蛋鸡的生产性能影响不大。本研究计算得出的平均相对湿度为66%，能够满足鸡生长所需的湿度环境。
3.1 1.5 m高度处的气流组织及温度、湿度分布
研究了第3层鸡笼中心高度处即1.5 m处的气流组织及热湿环境分布。从图4中可以清晰地看到，在鸡舍进风端存在一段距离的涡流，该距离大约为8 m左右，经过这段距离后，流线达到稳定，平直向前；在鸡舍末端，由于风机的抽吸作用，流线又汇到一起，最终经由风机流出。通过分析风速矢量图得出，鸡舍内流场的大部分区域气流分布稳定，相互间干扰较小。
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从图5可以看出，进口端的风速梯度较大，在达到y=18 m 的距离后，风速基本保持不变，中间走廊的平均风速可达1 m/s，两侧走廊的风速高于中间走廊，为1.5 m/s，而在鸡所处的位置，风速仅为0.5 m/s。虽然鸡舍的平均风速达到 1.4 m/s 左右，基本满足设计要求，但在鸡笼中间部位的风速远不能满足断面风速为1.5 m/s的要求，这可能是由于鸡舍前端存在涡流，使一部分新风停滞不前，有效利用的新风量减少，从而减少了断面风速。因此在设计鸡舍纵向通风系统时，
应采取有效措施尽量减少鸡舍前端涡流的存在，使通风尽可能被有效利用。
从图6可以看出，沿长度方向鸡舍内温度逐渐升高。在宽度方向上，鸡所处位置由于有热源存在，温度相对走廊处的要高，且中间鸡笼处的温度要低于两侧鸡笼，这可能是由于鸡舍前端存在涡流，而中间位置处涡流范围较大，气流分布较为均匀，使得该处温度梯度较小，即温升小，导致该部分中间鸡笼处温度低于两侧鸡笼，而由于鸡舍中部气流之间相互干扰较小，两侧气流对中间的影响较小，导致沿鸡笼的整个长度方向中间鸡笼的温度都低于两侧鸡笼。
从图7可见，鸡舍内相对湿度分布与温度分布类似，与其不同的是，沿长度方向鸡舍内相对湿度逐渐减小。在宽度方向上，鸡所在位置的相对湿度低于走廊处的相对湿度，中间鸡笼处的相对湿度高于两侧鸡笼。相对湿度的大小主要取决于舍内空气含湿量及温度。对照温度分布云图可以得出，鸡的散湿量对舍内相对湿度的影响较小，相对湿度变化主要受温度的影响，温度越高，相对湿度越低。
不同高度处水平面的气流组织及温度、湿度分布云图情况类似，因此不详细列出。
3.2 不同高度处气流组织分布差异
由于鸡舍沿宽度方向是对称的，所以只对其一半进行研究即可。取3个具有代表性的截面进行研究，分别为x=225 m（第1排鸡笼中间位置），x=4.00 m（走道中间位置），x=5.75 m（第2排鸡笼中间位置），具体位置如图8所示。
由于鸡舍内通风主要是为了满足鸡的生产生活，因此在长度方向上主要研究鸡笼存在的范围，即y为3～64 m的范围。从图9至图11可以看出，垂直平面x=2.25、5.75 m的充分发展段内，风速沿长度方向即y方向的分布相似。在鸡笼存在的高度范围内，包括z=0.5、1、1.5、2 m，其风速沿长度方向均保持不变，且4个高度处的风速差别不大，平均速度在0.7m/s左右。在x=2.25m的截面处，在其入口端，由于受涡流的影响，风速分布不稳定，部分位置处风速较大，容易给鸡造成较强的吹风感，应对这部分气流组织进行优化，提高鸡的舒适性。在x=5.75 m的截面处，其前部分正好处于涡流中心处，风速较小，在y=7 m左右的位置，风速接近于0，这对鸡的散热是不利的，故这部分气流组织也应进行优化。在 x=4.00 m 处由于没有安置鸡笼，其风速分布与其他2个截面处有所不同。在充分发展段内，风速在高度方向呈上升趋势，且平均速度高于其他2个截面。2 m高度以下风速低于 2 m/s，不会引起鸡的不舒适，故这部分气流基本满足要求。
3.3 不同高度处温度、湿度分布差异
鸡舍内温度分布受到热源即鸡的散热量以及风速的影响。由图12-a、图13-a、图14-a可见，沿高度方向，鸡舍内温度呈下降趋势，在鸡笼高度范围内，温度沿高度方向的梯度较小，这是由于位置较高处的风速较大。在散热量一定的情况下，风速越大，其带走的热量越多，热量在热源处累积的量就小，故温度较低。另外发现，在鸡笼高度范围内的温度差异不是很大，这与风速的分布是对应的。在y=40 m之后，鸡舍温度达到了32 ℃以上，不能满足鸡的正常生理需求温度，因此在采取辅助降温措施时，应将重点放在y=40 m之后的范围。
从图12-b、图13-b、图14-b中可以看出，沿高度方向，鸡舍内相对湿度逐渐升高，这与温度分布刚好呈相反趋势，且在鸡笼高度范围内相对湿度分布差异不是很大，这与前述相对湿度受室内温度影响较大的结果一致。在整个鸡舍内相对湿度均能满足鸡舒适生长所需的湿度环境。
4 结论
采用CFD方法研究了纵向通风技术在叠层笼养蛋鸡舍
的应用效果。结果表明，鸡舍内平均温度为31.72 ℃，平均相对湿度为66%，平均风速为1.4 m/s，为了满足鸡的正常生产需求，还应采取一定的降温措施。在鸡笼位置范围内，气流和热湿环境在高度和宽度方向分布较为均匀；而沿长度方向温度升高1.5 ℃，相对湿度降低5%；在气流达到稳定后走道平均风速为1 m/s，鸡笼附近平均风速为0.5 m/s。本研究还发现一些问题：（1）在气流入口端风速过大，有些地方达到 6 m/s，这对鸡的生长极为不利；（2）在2个进风口之间由于存在涡流，使新风的有效利用率下降；（3）若只采用纵向通风技术对鸡舍进行降温，为了满足鸡的正常生理需求，在其他条件不变的情况下，鸡舍长度应小于40 m。综上，在该鸡舍内单独采用纵向通风技术不能满足鸡正常生产所需的温度环境，还应采取辅助降温措施。由于气流对鸡舍内热湿环境的分布具有重要影响，对气流分布较差的地方应加以改善。
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有压差空间之间墙洞的气流分析 篇11
在很多工业和民用建筑中,为防止气体从污染区流向洁净区,或者为防止火灾情况下火势向逃生通道蔓延,会用到加压送风等方法使相邻空间形成压力差[1],从而实现空气单向流动。为保证相邻两空间固定的压力差,在建筑设计时常设置压差阀调节两室压力。但有时两室之间需在隔墙处开孔洞以用于物品传送。此情况下,如何保证两室压差,并避免墙洞处高风速气流对低压室引起的不利影响,成为暖通设计的重要问题。
1实际案例
天津某食品加工厂内有生鲜区和食品加工区两种存储加工区域。因工艺要求,需将食品从生鲜区传送至熟食加工区,两区之间隔墙有5个400 mm×250 mm的矩形传送孔,传送孔中心距为1.4 m,孔洞距地面1.2 m。因两区洁净等级不同,要求熟食加工间与生鲜储藏间保持5 Pa～10 Pa的压差(熟食区为高洁净等级侧),并要求给出低压侧风速小于0.5 m/s的区域。现两区的正压状态通过洁净送风量控制。熟食加工间尺寸为10 m×8 m×6 m,生鲜储存间尺寸为10 m×25 m×6 m(L×W×H)。隔墙长度10 m,高度6 m,厚度240 mm。加工区域示意图见图1。
2墙洞处气流理论分析
2.1 墙洞阻力分析
墙洞处有气流通过,存在阻力损失,其中包括从高压空间进入墙洞的局部阻力损失Δpjj,气流通过墙洞的沿程阻力损失Δpm,从墙洞流出进入低压侧的局部阻力损失Δpjc。
局部阻力计算公式[2]为:
其中,ζ为局部阻力系数;ρ为空气密度,kg/m3;v为ζ与之对应的断面流速,m/s。
沿程阻力计算公式[2]为:
其中,λ为摩擦阻力系数;Rs为风道的水利半径,m;l为风道长度,m;v为风道内空气平均流速,m/s。
2.2 墙洞射流分析
墙洞中的气体射流入低压空间后,射流气体与低压空间的空气相互作用,不断掺混室内空气,使射流速度不断下降。并受到室内空气粘滞性作用,射流气体的动能逐渐损失,最终速度降低为零。
等温自由射流计算公式[4]为:
射流横断面直径计算公式[4]为:
其中,x为射流的射程,m;vx为射程x处射流轴心速度,m/s;v0为射流出口速度,m/s;a为喷口的紊流系数;d0为射流出口直径或当量直径,m;dx为射程x处射流直径,m。
2.3 空间压差与墙洞之间的关系
因为通过墙洞气流的能量均是由压差引起的,在流动的过程中存在动能与势能的转化,符合伯诺里方程,所以气流通过墙洞的阻力损失和气流动能之和等于压差的值。
空气从高压空间进入墙洞,为从大空间进入小空间。而空气从墙洞进入低压空间,为从小空间进入大空间。从书籍[2]查表可得从高压空间进入墙洞的局部阻力系数ζj为0.5;从低压空间进入墙洞的局部阻力系数ζc为0。将值代入式(5)可得:
3数学模型
3.1 数值计算控制方程及网格划分
数值计算模型的通用控制方程[5]为:
本文模拟采用商业软件FLUENT,采用κ—ε两方程模型。计算中假设两侧空气温度一致,因此没有能量交换,所以在计算时关闭能量项。
因为传送孔相对两房间对称(见图2),为简化数值计算,只对房间的一半划分体网格。传送孔处采用边界层网格,孔周围网格最密,向周围逐渐变粗。
3.2 边界条件的设置
熟食加工区除隔墙以外墙壁设为压力入口边界,入口压力为5 Pa;生鲜储藏间除隔墙以外墙壁设为压力出口边界,出口压力为0 Pa。两房间中间垂直面设置为对称面。其他壁面设为绝热。
4墙洞气流的理论计算与数值计算
4.1 理论计算
由于工程上的风道内气流一般为紊流,因此在计算时,首先假设传送孔内空气为紊流,从而可得出摩擦阻力系数λ=0.715。
根据两空间压差和传送孔的尺寸,由式(6)可得出传送孔平均风速v=2.2 m/s。
因低压侧为生鲜储藏区,如果长时间有气流吹过生鲜食品,容易使食品失水变质。因此需计算出储物间风速低,适于放置生鲜食品的区域。
现计算空洞气流速轴心风速为0.5 m/s处的位置,由式(3)可得x=6.06 m。由式(4)可得vx=0.5 m/s时射流断面直径dx=4.42 m。传送孔间距为1.4 m,因此此时射流之间已经相互交叉。同样由式(3)和式(4)可以计算出射流交叉位置x=1.606 m。
4.2 数值计算
用数值计算得到熟食加工区和生鲜储藏区的压力场和速度场。由数值计算结果可以看出,由于传送孔两侧存在压差,空气从高压侧射流入低压侧。
图3给出了射流轴心速度随射程的变化关系。空气进入低压侧后,随着射程的增大,射流轴心速度迅速衰减。但当到达一定速度后(0.5 m/s),速度衰减很慢。
图4给出了传送孔处水平和竖直方向的速度云图。从图4a)看出空气从传送孔射出后,各传送孔处射流虽然有交叉,但交叉区域风速较低,最高风速也只有0.6 m/s左右。最后,五个传送孔中气体汇合,形成一股大的低速气流。从图4b)看出在竖直方向射流几乎没有受到地面的影响,因此在理论计算中视为自由射流是合适的。
4.3 理论与数值计算结果的比较
数值计算得出传送孔平均风速2.147 m/s。理论值与数值计算值相近,误差仅为2.5%。
数值计算得到墙洞射流轴心风速为0.5 m/s,所达到的位置为距离隔墙4.9 m处。距离隔墙6 m处风速为0.45 m/s。从图3可以看到,风速达到0.6 m/s后,墙洞射流轴心风速随距离的变化很缓慢,在此情况下理论计算得出准确值是有困难的,因此数值解与理论解存在略微的偏差。由射流理论可以得出,在射流断面直径处,气流速度远小于射流轴心速度,这在数值模拟中得到肯定。因此暖通设计中可以用射流断面直径的方法估算低压侧的气流速度。
5工程实例的设计
5.1 熟食加工区和生鲜储藏区压差的实现
从前面4.1的分析中已经得到传送孔内的风速,且已知传送孔的尺寸(400 mm×250 mm)与个数(5个),便可以得到从熟食加工区进入生鲜储藏区的风量。
从熟食加工区进入生鲜储藏区的风量为:
Q=v×A×n=2.2×(0.4×0.25)×5=1.1 m3/s=3 960 m3/h。
因此只要保证两区域的风量差,便可以保证两区域的压力差为5 Pa。
5.2 生鲜储藏区低风速区域计算
从4.1已经计算出vx=0.5 m/s时射流断面直径为4.42 m。因此可以估算生鲜区低风速区域为最外侧传送孔中心2.21 m以外的区域为低于0.5 m/s的低速区域。
6结语
由理论与数值计算的比较,理论值与数值计算值接近,因此式(5)的推导是准确的,可以用于工程计算,以及用于判断两压差房间隔墙墙洞内的轴心风速和洞孔尺寸的设计。
为保证食品质量,防止食品长期处于风速下而风化,低压空间侧的食品应远离墙洞轴线的高风速区域。在工程应用中,为判断低风速区域的范围,可先计算出符合工程要求的射流轴心风速的位置,后计算此位置处的断面直径。此断面直径外区域为符合工程要求的低风速的区域。
摘要：对相邻空间压力差与墙洞之间的关系和洞口风速随距离的衰减情况做了理论分析,数值模拟了某食品加工中心有压差要求的两相邻空间墙洞处的气流组织,比较了理论计算值与数值计算值,得出低压空间侧的食品应放置在远离墙洞轴线的低风速区的结论。
关键词：压差空间,墙洞,数值模拟
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