某工业厂房气流组织优化模拟
某工业厂房车间室内风环境模拟分析
理， 空气 流动 畅通 ， 可形成穿堂风 ， 车间的换气效率较高 ， 该 厂房 利用 自然 通风能满足 生产使用要求 。结果表 明为一般 性生产工业厂房做 自然通风模 拟分析可用于指导工业 厂房车间合理布局与建设。
关键词 ： 工业厂房 ； 室内风环境 ； 数值模拟 ； Ｓ Ｔ Ａ Ｒ —Ｃ Ｃ Ｍ＋ 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｕ ９ ６ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ４— ６ １ ３ ５ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ６— ０ １ ０ １— ０ ３
王 增 凯 ， 周 慧 文
（ １ ．厦门鼎泰和金 融中心开发有 限公 司 福建厦 门 ３ ６ １ ０ １ ２ ； ２ ．杭州华 电华源环境工程有 限公 司 浙江杭州 ３ １ ０ ０ ３ ０ ） 摘 要： 工业 厂房车间的空气质量是影 响生产效率 和人体 热舒适 的一个 重要 因素 ， 利用 自然通风改善一般性生产厂房 车间的空气环境有着重要的意义 ， 在满足人体热舒适要求 的前提下 ， 能节约生产成本 ， 降低建 筑能耗 。通过采 用 Ｓ Ｔ Ａ Ｒ Ｃ Ｃ Ｍ＋软件 ， 对浙江某一般性生产工业厂房车间 的室 内风环境进行 了模拟分 析 ， 分析显 示该车 间外围护结构 布局合
（ １ ．Ｄ ｉ ｎ ｇ Ｔ ａ ｉ ｈ ｅ ｉ ｆ ｎ ａ ｎ ｃ ｉ ａ ｌ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｘｉ ａ ｍ ｅ ｎ Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｃ ｏ ． 。 Ｌ ｔ ｄ ．Ｘ ｉ ａ ｍ ｅ ｎ ３ ６ １ ０ １ ２ ２ ．Ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｈ ｕ ａ ｄ ｉ ａ ｎ Ｈ ｕ ａ ｙ ｕ ａ ｎ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ．Ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ０ ０ ３ ０ ）
某厂房气流组织模拟分析
特殊空 间建筑 ， 科 学合理 的设计 气流 组织 ， 确保 建筑 物空气 温度 、 气流速度及分布满 足机 器散热 的需要 ， 同时又 保证空 调系统能耗较低 、 能源利 用率高具 有重要 的意义。送排风方
式是影响气流组织 的重要 因素 。合 理 的送 排风 方式 可 以避 免涡流 、 回流 ， 增加空气清新的程度 ； 而送风速度 不变的情况
满 足舒 适性 要 求 。
【 关键词】 Ｃ Ｆ Ｄ ； 气流组织； 送风方式
【 中图分类号 】 Ｔ Ｕ ８ ３ １ ． ３ ３
随着社会进 步 和经 济的 发展 ， 人 们 的生 活水 平 不 断提 高， 对 建筑 环境 的舒 适度 有 了更 高 的要求 ， 因而 对通 风空调 技术的要求相应提高 ， 空调效果成 了人们关 心的重点。而对 于工业厂房这类高大 空 间建筑 而言 ， 其特点 是体 积大 、 围护
寸为 １ ５ ｍ× ３ ． ５ ｍ×１ ５ ｍ（ 长 ×高 × 宽） ， 送风 口尺寸为 ３ ． ６
ｍ×０ ． ２ ５ ｍ（ 长 ×高 ） ， 排 风 口尺 寸 为 ２ ． ６ ｍ ×１ ． ６ ｍ（ 长 ×
高） ， 根据 以上尺寸 ， 建 立 ８种方案 的物理模 型。其 中 方 向
为长 ， ｙ方 向为高 ， ｚ方 向为宽 （ 见表 １ ） 。模 型如图 １ 所示 。
下， 合 理的送 排风方 式会 加大 室内风速使得机器 与周围环境
之 间的换热增加 ， 进而节约能源。
目前 ， 对于高大空 间公共 建筑 ， 其空 调气 流组织 主要有
上送风方式 、 侧送风方式 、 下送风方 式 以及多种 气流 组织合
表 １ 送 风方 式 图１ 同侧 中送 中回 模 型
如何做建筑气流仿真优化方案设计
建筑气流仿真优化方案设计一、引言建筑物是人类生活和工作的重要场所，其舒适性和能源消耗与建筑内部的气流状况密切相关。
传统的建筑气流设计主要依靠经验和试错，效率低、成本高且结果不可控。
随着计算机仿真技术的不断发展，建筑气流仿真优化成为当今建筑设计领域的热点。
本文将介绍建筑气流仿真优化的相关理论、方法和实践经验，为设计师提供参考。
二、建筑气流仿真优化的理论基础1. 气流模拟原理建筑气流仿真是利用计算流体力学（CFD）技术对建筑内部空气流动进行数值模拟，以评估建筑内部气流质量和舒适性，并通过优化设计方案来改善气流状况。
CFD是一种数值模拟方法，通过对流体流动的连续方程和动量方程进行离散化求解，得到流场分布和参数。
在建筑气流仿真中，通过对建筑结构及周围环境进行三维建模，设置模拟边界条件和流体性质，运用计算机程序进行数值计算，最终得到建筑内部气流场的分布与特性。
2. 优化设计原理建筑气流优化设计的目标是提高建筑内部的舒适性、减少能源消耗、降低空气污染及病原体传播的风险。
优化设计主要包括以下几个方面：（1）气流速度与分布优化：通过调整气流入口位置、设置局部风机、调整密封性等手段，实现气流速度均匀分布，减少死角和气流速度过大的情况。
（2）温度与湿度控制优化：通过合理设置供暖、通风和空调系统，实现建筑内部温度和湿度的良好控制，提高人员的舒适感。
（3）气流清洁与净化优化：通过优化建筑内部气流路径，减少灰尘、细菌和病毒的传播风险，改善室内空气品质。
三、建筑气流仿真优化的方法与技术1. 建筑气流仿真软件目前市面上有许多建筑气流仿真软件可供选择，比如Fluent、STAR-CCM+、OpenFOAM等。
这些软件在建筑气流仿真方面有着丰富的应用经验和成熟的技术，能够快速、准确地模拟建筑内部气流场。
2. 模拟建模与边界条件设置在进行建筑气流仿真前，需要对建筑结构及周围环境进行详细的三维建模，包括建筑物表面、内部障碍物、气流入口、出口等。
印刷车间高大厂房气流组织CFD优化研究
印刷车间高大厂房气流组织CFD优化研究印刷车间高大厂房气流组织CFD优化研究随着工业化进程的不断发展，工厂的建筑形态也逐渐多样化和复杂化。
其中，印刷厂房的建筑规模往往较大，空间分布较为开阔，存在着空气流动的复杂性问题。
如何在这样的复杂环境中进行气流组织优化，成为了实际问题中的难点。
本文将从印刷车间的实际情况出发，针对车间区域空气流动的优化问题进行讨论。
一、印刷车间空气流动分析印刷厂房一般采用开放式布局，因此室内外气流交换较为频繁。
为了保证室内卫生、生产工艺的稳定性以及工人的舒适性，印刷车间内部的空气流动必须得到科学合理的设计和优化。
在印刷车间内，由于印刷机械设备和工作人员的存在，空气流动受到诸多因素的影响。
在正常工作状态下，印刷机械设备产生的热量和废气会使得车间内部空气呈现出复杂而不稳定的流动形态。
这不仅会导致室内温度升高，空气质量下降，同时还可能引起室内异味和噪声污染等问题。
从传统的经验角度出发，人们可能会认为在印刷车间内部加装空调或者空气净化装置，这样可以有效地解决室内环境问题。
但事实上，这种方法的效果并不尽如人意。
首先，加装空调设备会大大增加工厂的能耗和运行成本；其次，空调设备对于印刷生产的恒温、恒湿要求较高，若无法持续保持外部温度、湿度变化的稳定，实际运行效果将不尽理想。
除此之外，空调设备对于工厂内部定向流动的控制也存在着很大的局限性。
为了解决这一类问题，近年来人们逐渐意识到，采用计算流体动力学(CFD)模拟技术，对车间气流组织进行优化设计，是一种可行且有效的方法。
二、印刷车间气流组织的CFD模拟分析将印刷车间内部的气流组织进行CFD模拟分析，可以有效地提高车间内部的气流质量和工作环境，降低机器设备的故障率。
具体模拟步骤如下所示：1.建立数值模型CFD模拟技术需要建立数值模型，对车间空气流动进行定量分析。
建模的过程中，需要准确获得车间的实际物理几何形态，包括车间内部各种机器设备、管道、通风口、门窗等重要组成部分的几何参数和位置。
工业用通风罩的气流动态模拟与优化设计
工业用通风罩的气流动态模拟与优化设计概述：工业通风罩是一种用于控制和改善工业生产环境的设备，它的主要功能是通过调整气流动态，提供适宜的温度、湿度和气流质量，从而保证生产过程的顺利进行。
本文将探讨如何利用气流动态模拟与优化设计的方法来提高工业通风罩的性能。
1. 气流动态模拟气流动态模拟是一种使用计算流体力学（CFD）方法来预测和分析气体流动的技术。
通过建立数学模型和使用计算机软件，可以模拟和分析通风罩内的气流行为。
模拟结果可以提供重要的信息，如气流速度、压力分布、温度分布和颗粒物分布等，这些信息对优化设计非常重要。
2. 优化设计方法为了优化工业通风罩的性能，可以采用以下设计方法：2.1 三维模型设计根据目标工业生产环境的特点，设计一个符合要求的三维模型。
该模型应包含通风罩的形状、尺寸和入口出口的位置等关键参数。
2.2 边界条件设定在进行气流动态模拟之前，需要设定适当的边界条件。
边界条件包括入口气流速度、入口气流温度、出口压力等。
根据实际情况和要求，合理设定边界条件可以获得准确的模拟结果。
2.3 网格生成在进行气流动态模拟之前，需要生成适当的计算网格。
网格的精度和密度对模拟结果的准确性有很大影响。
合理生成网格可以提高模拟结果的准确性和计算效率。
2.4 建立数学模型建立适当的数学模型是进行气流动态模拟的关键步骤。
模型应包括流体运动方程、湍流模型、传热方程和质量守恒方程等。
通过建立合理的数学模型，可以更准确地模拟通风罩内的气流行为。
3. 模拟结果分析在进行气流动态模拟之后，需要对模拟结果进行分析。
分析结果可以提供重要的信息，如气流速度分布、温度分布和气流质量等。
通过对模拟结果的分析，可以发现存在的问题并采取合适的措施进行优化。
4. 优化设计根据模拟结果的分析，可以进行优化设计。
优化设计的目标是改善通风罩的性能，提供更好的气流动态。
优化设计的方法包括调整通风罩的形状、尺寸和入口出口的位置等。
通过优化设计，可以提高通风罩的效果、降低能耗和提高生产效率。
采场通风系统模拟分析及优化
采场通风系统模拟分析及优化发布时间：2023-03-09T06:21:49.471Z 来源：《工程建设标准化》2022年第10月第20期作者：何旺枝[导读] 良好的采场通风系统可改善施工环境，提高作业的安全性作者姓名：何旺枝单位名称：日丰企业（佛山）有限公司单位邮编：528000摘要：良好的采场通风系统可改善施工环境，提高作业的安全性，本文利用FLUENT软件就某玉石铁矿的通风系统进行模拟分析，结果表明，加置风门可提升通风性能，通过对加置风门的采场通风系统进行反风通风模拟，得出采场的压力值在0~184.675pa，0~6.466m/s，根据模拟结果提出通风系统优化措施。
关键词：采场；通风系统；模拟分析；优化措施一、前言目前，在我国的设计和研究工作中，对采场通风的描述往往比较定性化，与实际通风工况差距明显，对现场的理论指导不足，而采场作为井下作业人员相对集中的区域，其通风环境好坏直接关系到人员的身心健康和生命安全，因此，需要利用现代化的技术手段对采场通风进行定量化的研究，从而了解采场通风的风流特性及效果，为采场通风设计和研究提供理论依据，对矿井通风系统优化为按需通风研究奠定基础。
江西理工大学詹俊就对某金属矿山的通风系统进行研究，得出增设风机，实现通风系统的优化。
彭家兰教授也对铅锌矿的通风系统进行研究，提出了优化通风条件的方案。
安徽工业大学的章俊龙教授对金属矿山的通风系统的可靠性进行研究，得出对通风系统可靠性进行评估的重要性。
而某铁矿目前主要布置一个进风井和一个回风井，在矿场的生产区和采矿区实行分区通风的方法。
从全矿的通风系统来看，主要来自松散体的进风，有少部分来自副井，不但矿井的漏风点比较多，而且它的通风系统存在着开采深度大、网络复杂、副井负担重记忆风机负压高等问题，这些问题都会对生产以及采场产生不利的影响[1]。
本文主要利用fluent软件对某玉石铁矿通风系统进行模拟分析，探讨加置风门前后对采场通风系统的影响，提出相关优化措施。
建筑内部气流分布模拟与优化研究
建筑内部气流分布模拟与优化研究建筑是人类生产、生活和活动的场所，而在这些场所中，舒适性是非常重要的一个因素，而气流则是影响建筑内部空气舒适性的重要因素之一。
因此，建筑内部气流分布模拟与优化研究非常重要。
建筑内部气流分布模拟建筑内气流分布模拟与优化的研究可以协助我们了解空气在室内的运动规律，诸如热量、湿度、空气流动以及噪声等问题。
模拟这些行为可以优化空气流通方式以保持室内环境凉爽、干燥、清新和舒适。
同时，模拟与优化然而也为建筑的设计和结构提供了必要的依据。
建筑内部气流分布模拟的具体方法需要使用计算流体力学（CFD）技术和建筑物理学技术。
通过建筑物理学技术，我们可以确定建筑内部的通风率，以及热量、湿度和噪声方面注意的问题。
而CFD技术则能够利用计算机精确地计算水流、空气流动以及热流等问题的模拟。
在进行气流分布模拟之前，首先需要获得建筑与其周围环境的几何模型，并且确定气流模拟所需要的边界条件。
然后，在此基础之上，进行数值计算，计算某点或某区域的气体动量、热量和质量传递。
最后，根据得到的计算结果进行气流分布和温度场的模拟分析，从而找出安装更好通风系统所需要做的改变。
建筑内部气流分布优化建筑内部气流分布优化，主要目的是使建筑内部气流分布与舒适性更加匹配。
此外，优化还可降低能源消耗，降低建筑费用，并减少碳排放。
建筑内部气流分布优化方法有很多，以下是其中的几种：1. 基于热量传递优化气流：建筑空调系统的设计和布局非常关键，在建筑空间中合理布置通风口和出口，通过热量传递的优化，使室内气流垂直流动，以降低能源消耗。
2. 建筑隔离材料：通过选购高质量的隔离材料，建筑物中可以减少温度和湿度变化，增加室内舒适性。
对于建筑物外墙，隔热材料的使用既可以改善室内气流，而且可以减少建筑物能源消耗。
3. 构建气流控制系统：通过合理选择控制系统，室内空气可以保持温度稳定、空气流动顺畅，从而达到最佳舒适度要求。
4.窗口控制系统：在建筑物中布置较大的窗户，可以让自然气流顺畅流通以降低室内温度，但窗户不应该仅仅靠人工控制，还应该加入智能技术，通过自动控制窗户的角度、幅度和方向等，达到优化效果。
高大厂房分层空调气流计算与模拟分析
d′０
d′０
（３）
Ar＝ g·Δt０·d′０ v′０·２ T
（４）
式中 Ar —送风射流的阿基米德数。
带入相关数据，计算出Ar＝１．８×１０－３，Y′＝２．９１ｍ。
验证：ΔY＝｜Y′-Y｜＝０．０９燮０．２０ｍ，满足要求。
射流末端轴心速度vｘ为：
′ ′ v′ｘ ＝３．３４７Ar－０．１４７ X －１．１５１
X Y v １．１２４ ０．５３３ －０．１８２ x
（２）
式中 X —射程，ｍ，通过上述计算可知，X＝１８．１ｍ；
Y —射流落差，ｍ，通过上述计算可知，Y＝３．０ｍ；
T —空调区空气的绝对温度，Ｋ，按空调室内设计
温度２６℃计算，T＝２７３＋２６＝２９９Ｋ；
Δt０ —送风温差，选用１０℃；
vｘ —射流末端速度，ｍ／ｓ，通常vｘ＝２vｐ＝２×０．３＝０．６ｍ／ｓ。
１ 项目概况
西 北 地 区 某 部 装 厂 房 ， 总 建 筑 面 积 ２７３６０ｍ２，长
２４０ｍ，宽１１４ｍ，其中两跨２４０ｍ×３６ｍ和一跨２４０ｍ× ４２ｍ，主厂房屋面钢梁最低点标高１６．０ｍ，属于高大空 间建筑。
按照《公共建筑节能设计标准》（ＧＢ ５０１８９－２０１５） 中第４．４．４条及条文解释的规定，建筑空间高度≥１０ｍ 且体积V＞１００００ｍ３时，宜采用分层空调系统。分层空 调与全室性空调相比，前者夏季可节省冷量约３０％ 左 右［１￣３］，因此，能减少空调系统的运行能耗和初投资。针 对该项目的特点，设计时决定采用分层空调系统。
社，２０１５． ［３］ 邝国衡． 某会展中心大空间中庭分层空调系统设计［Ｊ］． 广东土木与建
筑，２００５，（１０）：３８，３９． ［４］ 陶文铨． 数值传热学［Ｍ］． ２版． 西安：西安交通大学出版社，１９８８．
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某工业厂房气流组织优化模拟
摘要：本文以某工业厂房为研究背景，利用计算流体力学软件模拟该不同空调送风方案，并比较不同方案的空调送风效果。
通过模拟结果表明，优化后方案空调送风温度分布均匀，速度合理，并且满足设计要求，从而为暖通空调节能设计提供依据。
关键词：大空间气流组织厂房建筑
前言
工业厂房属大空间建筑具有以下特点：
1）厂房空间高大，高度高设备多，发热量大；
2）厂房内空调一般只要求人们活动区，即满足1.5-2米高范围内满足人员舒适要求；
3）厂房内垂直和水平温度分布较难控制，容易造成室内温度分布不均匀现象。
由于厂房的上述特点，在空调设计时往往很难达到预期效果，如果方案不合理会导致建筑能耗高，同时空调效果差。
目前，计算机模拟技术广泛应用于暖通空调设计，可快速通过模拟结果验证空调方案的合理性。
因此，本文通过计算流体力学软件，模拟某工业厂房不同空调方案指导设计。
常见的气流组织方式：
1 侧送风方式
侧送风方式是厂房常用的最广泛的一种空调送风方式，其中采用喷口送风方式最为常见。
2 上送风方式
上送风方式是指将送风口安装在厂房顶棚，回风口设在周边侧墙或顶棚。
由于厂房空间高大，使用的风口主要有喷口和旋流风口旋流风口具有风量大、送风深度广、噪音低、送风流型可调、人员区风速易控制、阻力特性稳定等特点，因此，广泛应用于厂房。
另一方面，从使用效果讲，上送风方式是比较好的，它能将处理好的空气均匀送到各个部位，以满足不同区域所需的空调参数。
但也有一定缺点，将悬浮于上部的热和污浊空气带入人员去，比其他方式更耗费能源。
3 下送风方式
下送风方式是指将送分口安装在地面上，直接向室内人员送风，回风口设在顶棚或侧墙上部。
其优点是：空气直接送至人员区，空气品质好，避免了将灯光和屋面负荷的对流部分带入空调区域，减少了设计负荷和空间设备，节省了能耗；人员区温度和速度场均匀，舒适感强。
其缺点是：风口数量多，地下管道布置较为困难；室内清洁工作较难处理；风口占用地面面积。
1 模拟工况
厂房一
工况1：送风为高位喷口（30°向下），回风为高位百叶下回风工况2：送风为高位喷口（30°向下）+低位置换送风，回风为高位百叶下回风。
厂房二
工况1：送风为高位喷口（30°向下）+低位置换风口（地标高
1m），回风为高
工况2：送风为高位喷口（30°向下）+低位置换风口（地标高1m），回风为低位百叶侧回风。
2 数学模型
目前采用比较多的模型是rans模型，而在rans模型中，应用最多的是两方程模型。
包括，标准k-ε两方程、rngk-ε两方程模型，realizablek-ε两方程模型。
其中标准两方程模型在工程应用中最为广泛。
因此，本文采用标准k-ε两方程模型。
由温差引起的密度变化可以用boussinesq近似来表示浮力项。
对于壁面区域处理，通常情况有两种方法，其中“壁面方程”采用半经验公式，“壁面方程”的运用能很好地修正湍流模型，从而解决壁面的存在对流动的影响。
另一种是湍流模型被修正，从而使壁面处受到粘性理影响的区域也能用网格划分来解决，这种方式被成为“近壁面模型”。
本文壁面采用标准壁面函数法。
3 物理模型
模型选取以及简化过程，应在不影响结果准确性的前提下以消耗最小计算时间的原则进行简化。
4 边界条件
外墙内表面和内墙内表面按第一类边界条件，即给定温度，分别设置为30℃和24℃；屋顶由于考虑太阳辐射及灯光负荷的影响，给定综合计算温度40℃。
设备负荷按照15w/m均匀分布在地面；喷
口及置换通风条件具体见表3。
表3 风口边界条件
5 模拟结果
5.1 厂房一模拟结果
图3方案一1.5高温度分布（℃）图4方案二1.5高温度分布（m/s）
比较方案一和方案二，从图中可以看出，方案一中喷口送风无法达到厂房中部，方案二增加了低位置换送风，使得在1.5米高温度和速度分布都有所改善，分布更均匀，有利于厂房内工作条件。
5.2 厂房二模拟结果
图7方案一1.5高温度分布（℃）图8方案一1.5高速度分布（m/s）从图中可以看出，方案一中，1.5米高温度分布在均高于33度，方案二中，排风口位于底部，由于底部排风口负压的作用，送风气流可达到底部，厂房内温度分布均低于29度，局部可达28度，送风速度明显更均匀。
因此，本厂房采用优化后方案设计。
6 结论
本文利用流体力学软件，模拟比较不同空调送风方案效果。
模拟结果表明，由于增加了低位置换送风，厂房内温度和速度分布均匀，效果更好，可达到设计要求。
作者简介：杨勇，男，江苏盐城，1981年2月，上海东昌建筑装饰工程有限公司，工程师，建筑节能。