1、lo呼仅与气流分布有着密切关系，而且还与污染物分布有关。污染源位于排 风口垃Ev增大。以转移热量为目的的通风和空调系统，通风效率中浓度可以用温度来取代，T并称之为温度效率E,或称为能量利用系数，表达式为tc t- sEt = （10-2）t t s我）中6t、空气龄-分别为排风、工作区和送风的温度，Co空气质点的空气龄：简称空气龄（Age of air）,是指空气质点自进入房间 至到达室内某点所经历的时间。局部平均空气龄：某一微小区域中各空气质点的空气龄的平均值。空气龄的概念比较抽象，实际测量很困难，目前都是用测量示踪气体的浓度 变化来确定局部平均空气龄。由于测量方法不同，空气龄用示踪气体的浓
2、度表达式也不同。如用下降法（衰减法）测量，在房间内充以示踪气体，在 A点起始时的浓度为 c（0）?然后对房间进行送风（示踪气体的浓度为零）,每隔一段时间，测量 A点的 示踪气体浓度，由此获得 A点的示踪气体浓度的变化规律c（r）,于是 A点的平 均空气龄（单位为s）为（M gr J = （10-3）c（0）全室平均空气龄：全室各点的局部平均空气龄的平均值1T = （10-4）V v 式中V为房间的容积。如用示踪气体衰减法测量，根据排风口示踪气体浓度的变化规律确定全室平 均空气龄，即L e （妙 J = （10-5）c （式中C（即为排风的示踪气体浓度随时间的变化规律。局部平均滞留时间（Resi
3、dence time）：房间内某微小区域内气体离开房间前在室内的滞留时间，用工表示，单位为 So（5）空气流出室外的时间r微小区域的空气流出室外的时间：某一微小区域平均滞留时间减去空气龄。 全室平均滞留时间：全室各点的局部平均滞留时间的平均值，用于 S表示。 全室平均滞留时间等于全室平均空气龄的2倍，即Tr = 2t（10-6）理论上空气在室内的最短的滞留时间为（10-7）式中V为房间体积，m; 送入房间的空气量，m/s； N为以秒计的换气次数， 1/s；三又称为名义时间常数 （Nominal time constant） 。空气从送风口进入室内后的流动过程中，不断掺混污染物，空气的清洁程度
4、和新鲜程度将不断下降。空气龄短，预示着到达该处的空气可能掺混的污染物少，排除污染物的能力 愈强。显然，空气龄可用来评价空气流动状态的合理性。10.1.7换气效率换气效率（Air exchange uffcicncy） 耳是评价换气效果优劣的一个指标它是气流分布的特性参数，与污染物无关。 a其定义为：空气最短的滞留时间耳n与实际全室平均滞留时间于 亍之，即ATr 2T实际全室平均空气龄（10-8）室平均空气龄埜比。布三=T是封倉署滂繭21它反映了空气流动状态合理性。最理想的气流分10.2送风口和回风口1.送风口的型式按安装位置分为 侧送风口、顶送风口（向下送）、地面风口（向上送）。按送出气流的流
5、动状况分为 扩散型风口、轴向型风口和孔板送风口。扩散型风口：具有较大的诱导室内空气的作用，送风温度衰减快，但射程较 短；轴向型风口：诱导室内气流的作用小，空气温度、速度的衰减慢，射程远； 孔板送风口：在孔板上满布小孔的送风口，速度分布均匀，衰减快。按形状分为格栅、活动百叶窗、喷口、散流器、旋流式喷口和置换送风口。1格栅送风口叶片或空花图案的格栅，用于一般空调工程。2活动百叶窗 如图10-1所示。通常装于侧墙上用作侧送风口。双层百叶风口：有两层可调节角度的活动百叶，短叶片用于调节送风气流的 扩散角，也可用于改变气流的方向；调节长叶片可以使送风气流贴附顶棚或下倾 一定角度（当送热风时）o单层百叶风
6、口：只有一层可调节角度的活动百叶。这两种风口也常用作回风口。3喷口如图10-2所示，有固定式喷口和可调角度喷口。用于远程送风，属于轴向 型风口。射程（末端速度0.5m/s处）一般可达到10-30m,甚至更远。通常在大空间（如体育馆、候机大厅）中用作侧送风口；送热风时可用作顶送 风口。如风口既送冷风又送热风，应选用可调角喷口。短叶片调角喷口的喷嘴镶嵌在球形壳中，该球形壳 （与喷嘴）在风口的外壳中可转 动，最大转动角度30oo可人工调节，也可电动或气动调节。在送冷风时，风口 水平或上倾；送热风时，风口下倾。调节长叶片4散流器图10-3为三种比较典型的散流器。直接装于顶棚上，是顶送风口。平送流型的方
7、形散流器如图所示，有多层同心的平行导向叶片，使空气流出后贴附于顶棚流动。可以做成方形，也可做成矩形；可四面出风、三面出风、两面出风或一面出 风。平送流型的圆形散流器与方形散流器相类似。平送流型散流器适宜用于送冷风。下送流型的圆形散流器图（b）所示，又称为流线型散流器。叶片间的竖向间距是可调的。增大叶片间的竖向间距，可以使气流边界与中 心线的夹角减小。送风气流夹角一般为20o-30o5在散流器下方形成向下的气流。圆盘型散流器如图（c）所示，射流以45。夹角喷出，流型介于平送与下送之间。适宜于送冷、热风。各类散流器的规格都按颈部尺寸AXB或直径D来标定。5可调式条形散流器如图10-4所示。条缝宽1
8、9mm,长度500-3000mm,据需要选用。使用，如图所示。条形散流器用作顶送风口，也可用于侧送口。6固定叶片条形散流器如图 10-5所示，颈宽 50-150mm,长度 500-3000mmo 根据叶片形状可有三种流型：直流式、单侧流和双侧流。 可以用于顶送、侧送和地板送风。（a）b）（C）图1（）-5 固定叶片条形散流器 直流式（b）单侧流（c）双侧流7旋流式风口如图10-6所示，有顶送式风口和地板送风的旋流式风口。顶送式风口如图风口中有起旋器，空气通过风口后成为旋转气流，并贴附于顶棚 流动。特点：诱导室内空气能力大、温度和风速衰减快。适宜在送风温差大、层高低的空间中应用。旋流式风口的起旋
9、器位置可以上下调节，当起旋器下移时，可使气流变为吹出型。地板送风的旋流式风口如图（b）,工作原理与顶送形式相同。8置换送风口如图10-7所示。风口靠墙置于地上，风口的周边开有条缝，空气以很低的 速度送出，诱导室内空气的能力很低，从而形成置换送风的流型。送风口角度：靠墙上放置时，在180。范围内送风；置于墙角处，在 90。范围内送风；置于厅中央，在360。范围内送风。图10-7所示为180。范围送风口。图10-8 回风口格栅式回风口 （b）为可开式百叶回风口1 铁链2过滤器挂钩2.回风口由于回风口的汇流流场对房间气流组织影响比较小，因此风口的形式比较简 单。上述活动百叶风口、固定叶片风口等都可以
10、做回风口。也可用铝网或钢网做成回风口。图10-8中示出了两种专用于回风的风口。图是格栅式风口，风口内用薄板隔成小方格，流通面积大，外形美观。 图（b）为可开式百叶回风口。百叶风口可绕较链转动，便于在风口内装卸过滤器。 适宜用作顶棚回风的风口，以减少灰尘进入回风顶棚。还有一种固定百叶回风口，外形与可开式百叶风口相近，只是不能开启。10.3典型的气流分布模式1.影响气流分布的流动模式的因素气流分布的流动模式取决于送风口和回风口位置、送风口形式等因素。其中送风口（位置、形式、规格、出口风速等）是气流分布的主要影响因素。2.房间内空气流动模式的类型单向流：空气流动方向始终保持不变；非单向流：空气流动的
11、方向和速度都在变化； 两种流态混合存在的情况。下面介绍几种常见风口布置方式的气流分布模式。1031侧送风的气流分布图10-9给出了 7种侧送风的气流分布模式。1上侧送，同侧下部回风气流分布如图伍），送风气流贴附于顶棚，工作区处于回流区中。特点送风与室内空气混合充分，工作区风速较低，温湿度比较均匀。 适用于恒温恒湿的空调房间。排出空气的污染物浓度或温度基本上等于工作区的浓度和温度， 因此通风效率E和温度效率E接近于lo但换气效率恥较低，大约小于 0.5o2.上侧送风，对侧下部回风如图（b）,工作区在回流和涡流区中。特点：回风的污染物浓度低于工作区的浓度， Ev1；在靠近送风口处Efoo0 换气效
12、率Va = lo这种气流分布模式多用于洁净空调。（d）双侧送，双侧下回 上部两侧送，上回 中侧送，下回，上排（水平单向流1032顶送风的气流分布图10-10给出了四种典型的顶送风气流分布模式。图10-1（） 顶送风的室内气流分市散流器平送，顶棚回风 （b）散流器向下送风，下侧回风（c）垂直单向流（d）顶棚孔板送风，下侧回风1.散流器平送，顶棚回风如图所示。散流器底面与顶棚在同一平面上，送出的气流为贴附于顶棚 的射流。射流的下侧卷吸室内空气，射流在近墙下降。顶棚上的回风口应远离散 流器。工作区基本上处于混合空气中。通风效率E低于侧送气流。换气效率耳约为 0.3-0.6。2.向下送风，下侧回风 a
13、如图（b）所示。散流器为向下送风口。射流在起始段不断卷吸周围空气，断 面逐渐扩大，当相邻射流搭接后，气流呈向下流动模式。工作区位于向下流动的气流中，在工作区上部是射流的混合区。（2）特点：E和耳都比图的高。3.垂直单向流如图（c）所示。送风与回风都设静压箱。送风顶棚是孔板，下部是格栅地板， 在横断面上气流速度均匀，方向一致。E1, 7 = lo4.顶棚孔板送风，下侧部回风如图（d）所示，取消了格栅地板，改为一侧回风。不完全是单向流，气流在 下部偏向回风口。EQ1,耳1,但比图（a）、（b）散流器送风的耳高。10.3.3下部送风的气流分布图10-11为两种典型的下部送风的气流分布图。1 地板送风
14、如图所示。送出的气流可以是水平贴附射流或垂直射流。射流卷吸下部的部分空气，在工作区形成许多小的混合气流。工作区内的人 体和热物体周围的空气变热而形成“热射流”，卷吸周围的空气上升，污染热气 流经上部回风口排出房间。当“热射流”卷吸所需的空气量v下部的送风量时，该区域内的气流向上流 动；当到达一定高度，卷吸所需的空气量下部送风量时，将卷吸顶棚返回的气 流，上部形成回流的混合区（如图中虚线以上区域）。当混合区在1.8m以上时，可保持工作区有较高空气品质。这种气流分布模式称之为置换通风（Dispiaccmcnt:ventilation） 。工作区内气流近似于单向流；通风效率 E和度率已扁很高换气效率
15、“鼻=0.5-0.6;节省冷量，有较高的室内空气品质）图10-11 下部送风的室内气流分市地板送风（b）下部低速侧送风2.下部低速侧送如图10-11图（b）所示。送风口速度很低，一般约为 0.3m/so低温度送风气流沿地面扩散开来，在下部形成一层温度较低的送风气流，室 内的人体和热物体使其周围的空气受热上升，污染热气流从上部的回风口排出室 外。送风气流不断补充、置换上升的热气流，形成接近单向的向上气流。这种气 流分布模式是置换通风的最基本形式。通风效率和温度效率都很高，换气效率 耳约为0.5-0.67oa下部送风还有座椅送风方式，即在座椅下或椅背处送风。通常用于影剧院、 体育馆的观众厅。注意：
16、下部送风垂直温度梯度都较大，设计时应进行校核。送风温度不应太低，避免足部有冷风感。下部送风适用于计算机房、办公室、会议室、观众厅等场合。10.4室内气流分布的设计计算气流分布设计（气流组织设计）的任务：选择气流分布形式，确定送、回风口的形式、数量、尺寸及布置，计算送风射流参数。1041侧送风的计算1.受限气流的基本概念除高大空间中的侧送风气流可看作自由射流外，大部分房间的侧送风气流 （如图10-9）,都是受限射流。射流的边界受到房间顶棚、墙等限制影响。前苏联学者研究表明：气流从风口喷出后的开始阶段仍按自由射流的特性扩散，射流断面与流量逐 渐增大，边界为一直线；当射流断面扩展到房屋断面的20%-
17、25 %时，射流断面扩展的速度比自由射 流要缓慢；当射流断面扩展到房屋断面的 40%-42%时，射流断面和流量都达到最大 （图10-12中断面I - I）,之后断面和流量逐渐减小，直到消失。 L r ;-1 一 匚1 P 1I图1（）12 受限射流断面图射流受限的程度用射流自由度杉来表示，其中A为房间的断面积，ni,当有多股射流时，A为射流服务区域的断冷积；d为风口的直径，叫当为矩形风口时按面积折算 成圆的直径。 回流最大平均速度 回流区中风速最大断面应在射流扩展到最大断面积的断面处 （图10-12中1-1断面），因这里是回流断面最小的地方。试验结果表明，回流最大平均速度（即工作区的最大平均速
18、度）vg（m/s）与 风口出口风速vo（m/s）有如下关系：另外，出口风速还应考虑噪声的要求，一般宜在 2-5m/s内选取；对噪声控 制要求高的场合，风速应取小值。温度衰减的变化规律在空调房间内，射流在流动过程中，不断掺混室内空气，其温度逐渐接近室 内温度。射流温度衰减与射流自由度、紊流系数、射程有关；对于室内温度波动 允许大于lc的空调房间，可认为只与射程有关。温度衰减的变化规律，见表10-1。温度衰减的变化规律 表10-1x/d o2468101520253040At /At s（）.540.38（）.310.270.240.180.140.120.090.04射流的贴附长度当送冷风时，射
19、流将较早地脱离顶棚而下落。射流的贴附长度与射流的阿基 米得数Ar有关，即Ar =巴厶 $ （10-11）V0Tr式中At L送风温差，即室内工作区温度t与送风温度t之差，C； Tr=273+t? K；g- 重力加速度，m/s：Ar数愈小，射流贴附长度愈长；Ar愈大，贴附射程愈短。射流贴附长度 表10-2Ar（Xl（） 3）0.21.（）2.03.（）4.05.06.07.09.01113x/do805135323（）2826232119房间高度在布置风口时，风口应尽量靠近顶棚，使射流贴附顶棚。另外，为了不使射 流直接到达工作区，侧送风的房间高度 H x,认为设计合理， 否则重新假设风口数和风口
20、尺寸。重复上述计算。以上的计算步骤与实例适用于对温度波动范围的控制要求并不严格的空调 房间。对于恒温恒湿空调房间的气流分布设计参阅文献 、8。1042散流器送风的计算10-10（a）所示，送出的气流贴附1 多层平行叶片和盘式散流器送风 多层平行叶片散流器的气流分布模式如图 于顶棚。散流器的布置原则1要考虑建筑结构的特点，散流器平送方向不得有障碍物 （如柱）。2一般按对称布置或梅花形布置（如图10-13所示）。3每个圆形或方形散流器所服务的区域最好为正方形或接近正方形； 如果散流器服务区的长宽比大于1.25时，宜选用矩形散流器。如果采用顶棚回风，则回风口应布置在距散流器最远处。散流器射流的速度衰
21、减方程根据PJ杰克曼（P.J.Jackman）对圆形多层锥面和盘式散流器的实验结果， 散流器射流的速度衰减方程为v x KAi / 2 = （10-16）V0 X +X0式中X-以散流器中心为起点的射流水平距离， m；v l在x处的最大风速，m/s；v o-散流器出口风速，m/s;x o-平送射流原点与散流器中心的距离，多层锥面散流器取 0.07m;A- 散流器的有效流通面积，m；T- 系数，多层锥面散流为1.4,盘式散流气为l.lo室内平均风速v （m/s）与房间大小、射流的射程有关，即式中L-散流器服务区边长，m; H- 房间净高，m;r- 射流射程与边长L之比。0.5m/s处的距离，通常
22、把射程控制rL-射程，即为散流器中心到风速为 在到房间（区域）边缘之75%。式（10-17）是等温射流的计算公式。当送冷风时，应增加 20%，送热风时减少 20%。气流分布设计步骤1布置散流器；2预选散流器；3校核射流的射程和室内平均风速。2 流线型散流器送风流线型散流器送风的空气分布见图10-10（b） o式中H房间的净高，m;工作区高度按工艺要求确定，一般为L散 流器的中心距，m； d-散流器颈部直径， m； E-散流器射流边缘与中心线的夹 角，取决于散流器叶片的竖向间距，查风口样本或手册。射流轴心速度衰减的规律式中、一散流器颈嘟覘凤速， m/s； Z-从散流器出口算起的射程， m; 一-距风口 Z塑）附辘丿的遷虧衰溺规律（10-21）r射程Z处的射流温度与工作区温度之差；C-=At 2 C :t s Z / do 式中At为送風温差， At 实验系数。10. 4. 3条形散流器送风图10-14为双条缝散流器平送风的气流分布模式。散流器可采用图 10-4（d）的可调式散流器或固定叶片散流器。图10-14双条缝做流器
