247 引射流对厨房排烟影响的数值模拟VIP免费

第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页引射流对厨房排烟影响的数值模拟北京建筑工程学院许捷[1]赵静野摘要：在传统的厨房抽油烟机系统中增加向上的引射流，可以利用引射流的卷吸作用带动烟气向上流动，从而达到增强抽油烟机排烟能力的效果。本文利用CFD技术对增加引射流的厨房排烟系统进行了数值模拟和计算。对于不同的送风速度下所模拟出的厨房烟气浓度、密度以及气流组织进行了对比分析，提供了一个相对理想的速度值作为参考。通过模拟结果可以得出，增加引射流能够改善厨房排烟系统的排烟能力，在此基础上提出了一种新型家用厨房抽油烟机系统。关键词：厨房排烟；引射流；CFD模拟NumericalinvestigationofthecitationjetimpactonthekitchenhoodsystemBeijingInstituteofCivilEngineeringandArchitecture,JieXu,JingyeZhaoAbstract:Foraddingupwardcitationjetintotraditionalkitchenrangehoodsystems,Entrainmenteffectofcitationjetisusedtobringthegas,sotheabilityofdischargingsmokeisincreased.Inthethesis,CFDisintroducedtonumericalsimulateandcalculatetheaddedkitchendischargingsystems.Accordingtoanalysistheconcentration,densityandcurrentarrangementmodeledinvaryvelocities,anidealvelocityisgotforreferencing.Wecanconcludethatthekitchen’sdischargingabilityisincreasedbyaddingthecitationjet.Onthisbasis,weintroduceanewdomestickitchenrangehoodsystems.Keywords:Kitchenexhaust;citationjet;computationalfluiddynamics(CFD)0引言随着人民生活水平的提高，厨房排烟问题越来越受到重视，相关的研究也逐渐多起来。而且一般家庭中空气主要污染源来自厨房。特别是贯通式客厅和起居室的布局的室内空气受厨房的影响非常大。在烹饪过程中，不论是灶具排放出大量的有害气体（CO，NO），及油烟的挥发都对人体健康危害极大。加强厨房的通风是非常有必要的。本文通过对居民厨房中增加向上引射流的抽油烟机排烟系统进行了数值模拟计算，研究了不同引射流速对房间烟气分布的影响。1模拟计算方法第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页1.1物理模型的建立本模型选定的厨房尺寸为3m×3m×3m（L×W×H），计算中涉及到的两个上底为0.3m、下底0.2m、高为0.05m的锥形锅，抽油烟机排油烟出口尺寸为0.25m，引射流出风口采用条缝型风口，风口尺寸为0.4m×0.3m（L×W），取风口的中心为原点（0，0，0），采用三角形非结构化网格进行面网格划分，体网格采用Tgrid划分方案，网格质量评价常用标准EquiAangleSkew（等角失真）值平均在0.5左右，属于高质量网格，划分的网格数为179,957个，厨房结构及网格分布如图1所示。1.2数学模型的建立为了对抽油烟机油烟控制效果进行研究，本文对抽油烟机在不同的工作状态下厨房内气流速度场进行了计算。通过使用CFD软件进行计算时,对房间网格的划分采用均匀网格（如图2），湍流模型选用标准k—ε两方程和壁面函数法湍流模型,控制方程离散采用一阶迎风差分格式,对压力与速度的非耦合采用SIMPLE算法求解。为简化计算，作如下假设：(1)室内气流流动为稳态紊流；(2)采用Boussinesq假设,认为密度变化仅对浮生力有影响，控制方程选择考虑浮升力的方程；(3)室内的气流属于常温常压及低速下的流动，可以视为不可压缩流动，忽略能量方程中由流体黏性力做功所引起的能量耗散。模型控制方程采用以下三个方程:(1)质量守恒方程(1)式中：u,v,w分别为x,y,z三个方向的速度；ρ为密度。(2)动量方程(2)(a)厨房结构（b）网格分布图1厨房结构及网格分布图第3页共7页第2页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共7页式中：Γ为广义扩散系统；S为源项。(3)能量方程∂(ρuh)∂x+∂(ρvh)∂y+∂(ρwh)∂z=−pdivU+div(λgradT)+Φ+Sk(3)式中：λ为流体的导热系数；Sh为流体的内热源；pdivU为表面力对流体微元体所做的功，一般可以忽略；φ为由于粘性作用机械能转化为热能的部分，称为耗散系统。1.3边界条件对于速度，按照固...