气流组织

　　气流组织是指对气流流向和 均匀度按一定要求进行组织。

　　所谓气流组织，就是在是空调房间内合理地布置送风口和回风口，使得经过净化和热湿处理的空气，由送风口送入室内后，在扩散与混合的过程中，均匀地消除室内余热和余湿，从而使工作区形成比较均匀而稳定的温度、湿度、气流速度和洁净度，以满足生产工艺和人体舒适的要求。

　　 2 通风气流组织的理论分析 2.1 通风过程与气流组织的关系 在给定条件下，气流组织形式确定之后，通风空间的气流流场也就随之确定，那么通风过程也就确定。因此，所有流体元素自进入通风空间到离开，所经历的时间（即驻留时间） 均值即为定数。但是，每一流体元素在室内的驻留时间用是 随机变量，若以τ表示，则τ=0～∞，驻留时间的 分布函数F（τ）可以表示成： （1） 当采用 示踪气体法来测量通风过程时，由于示踪气体（如 CO2）在通风气流中的浓度具有线性累加特性，因此，可以直接采用排风管内的浓度Ce(τ)/Ce(∞)来表示驻留时间的分布函数，即 F（τ）= Ce(τ)/Ce(∞) （2） 式在Ce(τ)和Ce(∞)分别为排风管内时刻τ和时刻∞的浓度。 于是得到驻留时间均值的 计算式： （3） 研究表明，在给定条件下，值大小完全由气流组织所确定，如果流场中的回流和涡流比较多，那么值比较大，通风过程就比较慢。反之，值比较小，通风过程就比较快。当流场中的回流和涡流趋近于零时，流场成为完全 单向流，此时值最小，通风过程最快。所以，驻留时间均值是度量通风过程的良好尺度。 2.2 通风效果与通风过程的关系 我们利用通风过程方程式来描述通风过程，假设通风空间体积V，有害物质发生量，通风量L及通风时间τ，根据 质量守恒，得到通风过程方程式： （4） 式中M（τ）为室内时刻τ的有害物累积量。当τ=∞时，通风过程达到 平衡状态，则可解出室内平均浓度： （5） 式中τV=V/L，称为通风过程额定 时间常数。由于室内平均浓度是评价通风效果的主要指标，所以式（5）正好表明了通风效果与通风过程的 相关关系。可以看出愈小，通风过程愈快，通风效果愈好。 2.3 通风效率 综合以上分析，不难看出，通风效果取决于通风过程，而通风过程又完全由气流组织所确定。因此，为了考虑气流组织对通风效果的影响，引出 通风效率的概念，并定义为： （6） 式中min为最小驻留时间均值。众所周知，当室内气流为完全单向流时，流场中无回流和涡流，所以驻流时间均值最小，而且沿流动方向的浓度呈线性增加，在排风管内达到最大值。因此，，所以由式（5）得到 （7） 那么 （8） 这就是说，通风效率是表示某一气流组织与单向流的接近程度。 以上分析表明，对于以排除有害物质为主要目的的室内通风，为了提高通风效率，气流组织型式应尽量接近单向流，如采用局部单向流通风、矢流送风以及吹吸式通风等。但必须指出，这些通风效率比较高的气流组织型式，必须有性能良好的末端装置与之相配合。这给通风的研究提出了新课题