基于煙氣流動分析軟件中使用實驗數(shù)據(jù)進行驗證

我們現(xiàn)在將探索兩種使用 FDS 建模噴氣風扇的方法：

• 速度補丁。
• 暖通空調(diào)管道。

在上篇中，我們對下游流動進行了快速背景回顧，包括 自由圓形射流的勢核和軸對稱衰減區(qū)域。在本節(jié)中，我們將重點介紹由 Giesen 等人測試的 Novenco 噴氣風扇的建模。( vdGiesen et al. 2011 ): 與直徑290 mm、長度2.6 m、排氣流量、排氣速度= = = 、容量。對于代表這種風扇的流動條件，上一篇發(fā)現(xiàn)需要 1 的網(wǎng)格大小才能獲得第一個合理準確的結(jié)果。1.0 m³/s  18 m/s 59.1 ft/s 64.8 km/hr 40.2 miles/hr 21 N12.5 mm 5 m出口下游。不幸的是，即使使用多個網(wǎng)格，也無法用如此精細的網(wǎng)格模擬全尺寸停車場，因此在本節(jié)中，我們將研究替代方法。四川消防評估軟件

1. 射流風扇的背景方程
上一篇中列出的 Kümmel 和 Baturin 方程都在下面繪制了初始空氣速度為 的方形0.25 m方形管道（等效直徑0.2821 m）18 m/s。正如下面將要討論的，Kummel 方程與=0.20與 Geiesen 等人測量的射流風扇結(jié)果很好地匹配。

Baturin 還提供了有關(guān)不同射流的展開角的數(shù)據(jù)。對于圓柱管α=29 deg和帶導向葉片的軸流風機α= 44 deg. 計算出的射流直徑如圖 9所示。

 基于實驗測量開發(fā)了以下流動夾帶表達式。

 
2. 射流風扇融合研究
要模擬噴氣風扇，我們將入口流耦合到出口，同時保留燃料、空氣和產(chǎn)品混合物。本次收斂研究中的射流風扇很1 m長，是一個有邊的方形管道=0.25 m和出口空氣速度18 m/s。這個測試問題類似于第 2 章中的問題，除了現(xiàn)在我們明確地對風扇（不僅僅是通風口）建模，并且中心線距離擴展到10 m風扇的下游。在0.5 m時間間隔，我們使用的設(shè)備來測量速度時程。http://www.021games.com/

3. 速度補丁模型
在Velocity Patch Tutorial 中，風扇由指定軸向 (X) 速度的區(qū)域表示。橫向（Y 和 Z）速度未定義。速度補丁方法在 FDS 中實施，作為一種近似夾帶噴水器流中空氣的方法。

速度補丁可以定義為帶有或不帶有圍繞補丁的護罩。護罩（由薄障礙物定義的中空管）改變了相鄰空氣被吸入速度塊的方式，并且還將氣流集中在護罩的軸向上。對于收斂性研究，我們探索了三種護罩配置：全長護罩、短護罩（1/4 長度）和無護罩。

4. 暖通空調(diào)型號
對于 HVAC 模型，我們使用了帶有通風口的標準 HVAC 管道和一個同時使用 HVAC 管道和下游護罩的管道。我們將 HVAC 管道縮短為0.5 m并添加一個空心護罩（類似于速度補丁護罩），該護罩在 HVAC 管道下游延伸，0.5 m以便 HVAC 管道加上護罩的長度等于風扇總長度。

添加護罩的原因是為了確保出口流在軸向上。FDS 計算單元邊中心處的單元速度（交錯網(wǎng)格）。HVAC 管道在通風口處連接到網(wǎng)格，并且在接觸通風口的單元表面上指定了通風口處的流動邊界條件。結(jié)果，流動可以在通風口下游的第一個單元中膨脹，從而降低軸向速度。這可以在第 2 章的收斂性研究中看到。護罩沿軸向保持出口流動，確保在風扇出口處保持一維軸向速度。

5. 收斂性研究結(jié)果
收斂研究中使用的兩個帶的網(wǎng)目尺寸125 mm，62.5 mm和31.25 mm。由于射流風扇側(cè)為250 mm，因此它們對應于每側(cè)2、4 和 8 個分區(qū)。

下圖顯示了帶有125 mm網(wǎng)格的標準 HVAC 模型的典型速度等值線。四川消防檢測設(shè)備

下圖顯示7.5 m了出口下游的測量速度。

HVAC 模型的結(jié)果如圖 15所示。對于沒有護罩的 HVAC 模型，我們可以看到出口處氣流的初始橫向膨脹（圖表中的藍線）。結(jié)果都顯示出比實驗擬合更少的流動夾帶，護罩模型的更細網(wǎng)格具有接近的匹配。

圖16顯示了使用速度補丁的射流風扇模型收斂研究的中心線速度和流動夾帶。對于中心線速度，所有結(jié)果都接近下游距離為 的實驗擬合10 m?？拷淞黠L扇出口，粗網(wǎng)格結(jié)果（= 125 mm= side/2）下沖中的數(shù)據(jù)，所述介質(zhì)嚙合結(jié)果（ =62.5 mm= side/4) 全罩或短罩使數(shù)據(jù)過沖，以及全罩的精細網(wǎng)格 ( =31.25 mm= side/8) 與實驗擬合非常匹配。流動夾帶結(jié)果表明，減少護罩會增加流量，在沒有護罩的情況下，夾帶的流量大于期望值。