考虑湍流强度影响的送风当口直径的计算方法技术

技术编号:28374890 阅读:41 留言:0更新日期:2021-05-08 00:02
本发明专利技术公开是关于考虑湍流强度影响的送风当口直径的计算方法,涉及空调制冷技术领域,该考虑湍流强度影响的送风当口直径的计算方法包括以下步骤:步骤1:获取多种不同工况下侧送风风口处射流的轴心速度和轴心温差实验数据;步骤2:获取多种不同工况下侧送风风口处射流的轴心速度和轴心温差在时间序列上的分形维数;步骤3:建立分形维数与湍流强度的关系的计算模型;步骤4:建立阿基米德准数与湍流强度的计算模型;步骤5:建立分形维数与送风口当量直径的计算模型。本公开技术方案通过分形维数代替传统侧送风气流组织设计中的阿基米德准数,使计算过程更为简便,精确性更高,避免了由于传统气流组织设计计算的误差及繁琐导致的空调房间侧送风气流组织设计上的困难。

【技术实现步骤摘要】
考虑湍流强度影响的送风当口直径的计算方法
本专利技术公开涉及空调制冷
,尤其涉及考虑湍流强度影响的送风当口直径的计算方法。
技术介绍
目前,国内所使用的侧送风气流组织设计方法在对空调房间侧送风口的当量直径进行选型时,根据允许的射流温度衰减值,求出最小相对射程,继而得出送风口当量直径。该设计中的射流温度衰减值只与射流自由度和射程有关,并未考虑到湍流对于侧送风贴附射流长度的影响。但空调系统侧送风射流由于与室内气流存在温度差和密度差,在侧送风口处就已“紊乱化”,变为湍流运动。描述湍流运动的参数在时间序列上是十分复杂的、无序的,因此侧送风口轴心射流的速度并不是一个定值。使用现有的侧送风气流组织设计方法对空调房间进行设计时会导致所确定的房间贴附射流长度、侧送风口轴心射流速度及侧送风口当量直径三者之间存在较大误差。这种误差会导致侧送风射流无法到达室内预定工作区,使得工作区流场的温度及速度不够稳定,严重时会影响到工作区人员的热舒适度,这一问题在精度要求比较高的舒适性空调气流组织设计当中尤为明显,给空调房间侧送风气流组织设计造成了一定的困难。从以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑湍流强度影响的送风当口直径的计算方法,其特征在于,该考虑湍流强度影响的送风当口直径的计算方法包括以下步骤:/n步骤1:获取多种不同工况下侧送风风口处射流的轴心速度和轴心温差实验数据;/n步骤2:计算多种不同工况下侧送风风口处射流的轴心速度和轴心温差在时间序列上的分形维数;/n步骤3:建立分形维数与湍流强度的关系的计算模型;/n步骤4:计算多种不同工况下侧送风气流组织的阿基米德准数,建立阿基米德准数与湍流强度的计算模型;/n步骤5:利用步骤4中所获取的不同工况下阿基米德准数时间序列数据组,得到不同工况下侧送风气流组织下的最大贴附射流射程时间序列数据组,建立分形维数与送风口当量直径的计...

【技术特征摘要】
1.一种考虑湍流强度影响的送风当口直径的计算方法,其特征在于,该考虑湍流强度影响的送风当口直径的计算方法包括以下步骤:
步骤1:获取多种不同工况下侧送风风口处射流的轴心速度和轴心温差实验数据;
步骤2:计算多种不同工况下侧送风风口处射流的轴心速度和轴心温差在时间序列上的分形维数;
步骤3:建立分形维数与湍流强度的关系的计算模型;
步骤4:计算多种不同工况下侧送风气流组织的阿基米德准数,建立阿基米德准数与湍流强度的计算模型;
步骤5:利用步骤4中所获取的不同工况下阿基米德准数时间序列数据组,得到不同工况下侧送风气流组织下的最大贴附射流射程时间序列数据组,建立分形维数与送风口当量直径的计算模型。


2.根据权利要求1所述的考虑湍流强度影响的送风当口直径的计算方法,其特征在于,所述获取多种不同工况下侧送风风口处射流的轴心速度和轴心温差在时间序列上的分形维数,其具体为,
步骤2.1建立多种不同工况下侧送风风口处射流的轴心速度和轴心温差在时间序列上的分形维数,
设F是Rn空间的任意非空有界子集,r表示用来覆盖测量对象的盒子的边长,对于任意的一个r>0,N(r)表示用来覆盖F所需要的盒子数。如果存在D,使得r→0时,有
N(F)∝1/rD(1)
那么称D为F的盒计数维数(盒维数);
盒维数为D,当且仅当存在一个整数k使得



对上述方程(2)两边取对数,得



进一步求得




步骤2.2代入步骤1.1中的瞬时速度时间序列数据组和瞬时温差时间序列数据组,通过盒维数法计算不同工况下速度信号和温度信号的分形维数。


3.根据权利要求1所述的考虑湍流强度影响的送风当口直径的计算方法,其特征在于,所述建立分形维数与湍流强度的关系的计算模型,其具体为,
利用步骤1中所获取的瞬时速度时间序列数据组,得到速度时间序列的平均速度和脉动速度均方根:
假设在本文的实验中各工况下的采样次数为n,得到的周期t内速度时间序列的平均速度为:



脉动速度的均方根为:



根据以上湍流强度的计算步骤,带入在实验中所得的瞬时风速数据,对各工况下侧送风口射流出口处轴心射流的湍流强度进行计算
湍流强度为:<...

【专利技术属性】
技术研发人员:师涌江张雄赵延博叶凯旋冯仁杰李康莹
申请(专利权)人:河北建筑工程学院
类型:发明
国别省市:河北;13

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