混合通風(fēng)對(duì)地板再懸浮顆粒物沉積和去除特性的影響

中圖分類號(hào)：X513；TU834 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Abstract： The deposition and removal characteristics of resuspended particles in a hybrid ventilation and floor-heating environment was investigated with experiments and numerical simulations.The experiments were conducted in an environmental test chamber with 1：3 scale ratio， and the Archimedes number _Ar Was used to characterize the interaction between thermal buoyancy generated by floor heating and the inertial force of the incoming airflow. Six _Ar values （0， 2.01， 4.02，6.03，8.04， 10.04） and two return air configurations （co-side and opposite-side） were considered.The results show that the numerical simulation results of velocity and dimensionless temperature are in good agreement with the experimental data for both isothermal and nonisothermal environmental chamber tests. With the increase of _Ar ，the indoor supply airflow gracefully curves downward， resulting in a transformation of the indoor flow field and the generation of vortices. By comprehensively evaluating particle concentration at human breathing height and overall particle removal efficiency， the optimal configuration is determined to be co-side ventilation when _Ar is 2.01.

Keywords： hybrid ventilation; floor heating; computational fluid dynamics; environmental test chamber; Archimedes number

據(jù)統(tǒng)計(jì)，人們每天 90% 以上的時(shí)間在室內(nèi)環(huán)境中度過(guò)[1]，因此室內(nèi)空氣質(zhì)量的優(yōu)劣與人體健康息息相關(guān)。室內(nèi)污染物包括氣態(tài)污染物和顆粒物，其中氣溶膠顆粒物粒徑通常小于 10μm 可以通過(guò)呼吸作用進(jìn)入人體。人們長(zhǎng)期接觸并暴露在高濃度顆粒物污染物的環(huán)境下，會(huì)對(duì)自身健康造成不利影響，包括呼吸系統(tǒng)疾病、心血管疾病等[2-5]

研究表明[7-8]，冬季大氣環(huán)境中顆粒物污染物較其他季節(jié)更為嚴(yán)重。室內(nèi)顆粒物污染物來(lái)源包括室外滲透、室內(nèi)污染源散發(fā)和壁面沉積再懸浮等[9]。對(duì)于室內(nèi)污染源散發(fā)和室外滲透已有很多研究。Li等[10]研究了5種通風(fēng)方式下人體呼出的氣溶膠顆粒物的擴(kuò)散和去除率，結(jié)果表明地板通風(fēng)時(shí)顆粒物污染物去除率最高。Cetin等[11]通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究了不同高度處點(diǎn)源釋放的顆粒物在置換通風(fēng)和地暖作用下的擴(kuò)散和沉積特性，結(jié)果表明顆粒物擴(kuò)散與出風(fēng)口位置相關(guān)。Taheri等[12研究了在不同送風(fēng)角度下地板通風(fēng)對(duì)室內(nèi)顆粒物沉積和去除的影響，結(jié)果表明進(jìn)氣角為 90^° 時(shí)顆粒物去除率最高達(dá)到 58% 。Alotaibi等[13]研究了地板再懸浮顆粒物和呼出氣溶膠顆粒物在不同通風(fēng)條件下的擴(kuò)散和分布特性，并提出在置換通風(fēng)和混合通風(fēng)之間采取切換操作的建議。Dehghan等[14研究了不同采暖環(huán)境下顆粒物釋放位置對(duì)其擴(kuò)散和分布的影響，結(jié)果表明顆粒物大多分布在墻壁和天花板或者停留在近地面。Zhou等[15]研究了不同風(fēng)速和地板溫度對(duì)顆粒物去除率的影響，結(jié)果表明地板溫度在 308K 時(shí)顆粒物清除時(shí)間可縮短 15% 。 Zhang等[16研究了廚房烹飪產(chǎn)生的顆粒物在供暖通風(fēng)房間內(nèi)的擴(kuò)散分布特性，結(jié)果表明在地暖供熱條件下，室內(nèi)顆粒物分布均勻。

此外，再懸浮顆粒物也是室內(nèi)污染物的重要來(lái)源，其中粒徑小于 10μm 的顆粒物占再懸浮顆粒物的 30% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以上[9]。顆粒物再懸浮過(guò)程分為兩個(gè)階段：第一階段顆粒物從壁面分離進(jìn)入邊界層；第二階段顆粒物離開(kāi)邊界層進(jìn)入流場(chǎng)[17]。而現(xiàn)有研究主要集中在第一階段，包括在行走過(guò)程中不同粒徑顆粒物的再懸浮特性，即再懸浮率及分布情況[18-20]。Assad等[2建立了再懸浮顆粒物擴(kuò)散計(jì)算流體力學(xué)（CFD）模型，研究發(fā)現(xiàn)，擾動(dòng)過(guò)程的前 25s ，顆粒物再懸浮率快速增加，且不同材料的沉積表面對(duì)顆粒物再懸浮特性影響較大。

除了室內(nèi)人員活動(dòng)引起的顆粒物再懸浮，冬季輻射地暖系統(tǒng)也會(huì)引起地板處不同粒徑顆粒物再懸浮[13]，因此需要新風(fēng)系統(tǒng)以保證室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量 [23]。同時(shí)，還需兼顧能耗與熱舒適性。混合通風(fēng)可使室內(nèi)空氣充分混合，充許送風(fēng)與室內(nèi)空氣間存在較大溫差而不引起冷風(fēng)感[24]；輻射地暖系統(tǒng)可以提供理想的空氣垂直溫度梯度，使人體的手腳溫差較小，從而提供較好的室內(nèi)熱舒適性[25]。基于此，本文建立輻射地暖房間的混合通風(fēng)模式，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬，探究不同阿基米德數(shù) _Ar 下再懸浮顆粒物沉積和去除特性。

1 研究方法

1.1 物理模型及相似理論

本文中房間物理模型 （3m×3m×3m） 如圖1所示。該模型耦合了混合通風(fēng)和地板采暖模式，其通風(fēng)口尺寸為 0.6m×0.3m 。圖2為采用縮尺比1：3建立的環(huán)境實(shí)驗(yàn)艙實(shí)物。環(huán)境實(shí)驗(yàn)艙主體尺寸（長(zhǎng) x 寬 x 高）為 1m×1m×1m ，艙體正面中心設(shè)有 0.6m×0.6m 的可視化監(jiān)視窗；艙體上方中間設(shè)有 0.4m×0.4m 的可封閉開(kāi)口。進(jìn)風(fēng)管和回風(fēng)管長(zhǎng)均為 0.4m ，以保證進(jìn)、出風(fēng)口充分發(fā)展。通過(guò)變頻風(fēng)機(jī)送風(fēng)和底部加熱板供熱。經(jīng)過(guò)調(diào)試，管道內(nèi)送風(fēng)均勻，湍流度較小；艙體底部溫差較小，控制在 ±5°C 以內(nèi)。距離進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)壁面 0.2m 處設(shè)有2個(gè)直徑為2cm 的圓形測(cè)量孔。利用TSI熱線風(fēng)速儀、多點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x和紅外相機(jī)等對(duì)艙體內(nèi)部速度和溫度進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量線 L₁ 、 L₂ 及混合通風(fēng)配置如圖3所示。

基于相似理論，對(duì)于非等溫流動(dòng)，縮尺模型與全尺度模型需滿足雷諾數(shù) Re 、格拉曉夫數(shù)Gr 和阿基米德數(shù) _Ar 相似才能確保兩模型相似。由分析可知，平均 Re 超過(guò)4000時(shí)，兩模型流場(chǎng)結(jié)構(gòu)基本相似，即與 Re 無(wú)關(guān)； Gr 大于 10⁹ 時(shí)，靠近加熱表面的流動(dòng)為完全湍流[26]。因此，只需保證 _Ar 相似即可。 _Ar 定義為

式中： g 為重力加速度， m/s² ; a_v 為空氣體積膨脹系數(shù)， 1/K ； Δt 為房間地面溫度與送風(fēng)溫度的差值，K； L 為房間特征尺度， m ； u 為送風(fēng)速度， m/s 。

1.2 數(shù)值模型

采用雷諾平均Navier-Stokes方程對(duì)室內(nèi)通風(fēng)及熱浮力引起的湍流與擴(kuò)散進(jìn)行描述[27]。湍流模型采用RNG k-ε 模型[28]，其具有更好地處理高應(yīng)變率和可承受流線彎曲程度較大流動(dòng)的能力。控制方程為

連續(xù)性方程

動(dòng)量方程

能量方程

RNG k-ε 湍流模型

式中： 為笛卡爾坐標(biāo)； u_i?u_j 分別為待求解時(shí)均速度和流體時(shí)均速度， m/s ： ρ 為空氣密度， kg/m³ p 為空氣壓力，Pa； μ 為空氣動(dòng)力黏度， kg/（?m?s） ； β 為空氣熱膨脹系數(shù)， 1/K ；T_ref 為參考溫度， K ； T 為空氣溫度，K； g_i 為i 方向的重力加速度， m/s² h 為空氣定壓比焓，J/kg ： S_h 為熱源源項(xiàng)， W/（m³?_S） ； λ 為空氣熱導(dǎo)率， W/（m?K） ； c_p 為空氣定壓比熱容， J/（kg?K） k 為湍動(dòng)能； ε 為耗散率； G_k 、 G_b 分別為受平均速度梯度、浮力影響產(chǎn)生的湍動(dòng)能； Y_M 為在可壓縮流動(dòng)中脈動(dòng)膨脹對(duì)總耗散率的影響； R_ε 為ε 方程中的附加項(xiàng)； C_1ε 、 C_2ε 、 C_3ε 均為常量；a_k 和 a_ε 分別為 k 和 ε 的有效普朗特?cái)?shù)的倒數(shù)；S_k 和 S_ε 分別為自定義湍動(dòng)能和湍動(dòng)耗散率的源項(xiàng)； 、pujh分別為雷諾應(yīng)力和雷諾傳熱量；μ_eff 為RNG模型的修正系數(shù)。

本文選取適用范圍最廣的離散坐標(biāo)（DO）輻射模型[29]，并采用離散相模型（DPM）追蹤單個(gè)顆粒物在室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡。拉格朗日跟蹤粒子軌跡方程為

式中： u_p 為顆粒物速度， m/s ; ρ_p 為顆粒物密度， kg/m³ ; d_p 為顆粒物直徑， μm ; C_D 為阻力系數(shù)； F_D 為弛豫時(shí)間的倒數(shù)， s^-1 ; F_a 為附加力， m/s² ： t 為粒子在該網(wǎng)格中的停留時(shí)間，s；式（7）等號(hào)右邊的項(xiàng)分別表示電力、浮力和附加力。

本文中附加力只考慮薩夫曼升力、熱泳力和布朗力。計(jì)算時(shí)空氣速度為平均速度，因此采用隨機(jī)游走擴(kuò)散（DRW）模型模擬湍流脈動(dòng)速度對(duì)顆粒物運(yùn)動(dòng)的影響。該模型假設(shè)脈動(dòng)速度服從高斯概率分布，且各向同性。脈動(dòng)速度分量 u_i^′ 為

式中： ξ_i 為正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)； 為脈動(dòng)平均速度分量。

采用質(zhì)點(diǎn)網(wǎng)格法計(jì)算污染物質(zhì)量濃度。質(zhì)點(diǎn)網(wǎng)格法以計(jì)算網(wǎng)格為基礎(chǔ)，將質(zhì)量濃度和軌跡相關(guān)聯(lián)，使用多個(gè)控制網(wǎng)格對(duì)包含顆粒物的空間進(jìn)行離散化，最后根據(jù)顆粒物在控制空間內(nèi)的停留時(shí)間計(jì)算顆粒物質(zhì)量濃度[30]

在地板上方 0.01m 平面處釋放顆粒物，模擬地板加熱引起的熱對(duì)流所導(dǎo)致的進(jìn)入流場(chǎng)的再懸浮顆粒物。2500個(gè)釋放點(diǎn)均勻分布于該平面，兩點(diǎn)之間距離為 0.02m ，每個(gè)釋放點(diǎn)釋放40個(gè)顆粒物，共計(jì) 10⁵ 個(gè)顆粒物。再懸浮顆粒物密度為 870kg/m^3[31] ，直徑為 2.5μm ，初始速度均為0，溫度為300K，釋放率為2.5μg/[32]。

邊界條件設(shè)置如表1所示。

采用有限體積法對(duì)方程進(jìn)行離散，壓力-速度耦合方程采用SIMPLE算法進(jìn)行求解，控制方程離散格式均采用二階迎風(fēng)格式，收斂條件為各變量的相對(duì)計(jì)算殘差小于 10^-6

1.3 工況設(shè)置及網(wǎng)格敏感性分析

混合通風(fēng)是通過(guò)房間上部送風(fēng)、下部回風(fēng)來(lái)稀釋室內(nèi)空氣，以改善空氣質(zhì)量，因此設(shè)置通風(fēng)口、回風(fēng)口位置分別為同側(cè)和異側(cè)，如圖3所示。表2為混合通風(fēng)方式下的參數(shù)，其中： T_in 為送風(fēng)溫度，K； T_f 為地板供熱溫度，K； ΔT 為地板供熱溫度和送風(fēng)溫度的差值，K； Pr 為普朗特?cái)?shù)。針對(duì)混合通風(fēng)方式，研究6種 _Ar 下室內(nèi)流場(chǎng)及顆粒物的分布規(guī)律。

異側(cè)通風(fēng)工況下送風(fēng)速度為 0.5m/s^[15] 。采用六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行區(qū)域離散，選擇標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)來(lái)處理近壁面層。第一層網(wǎng)格選取在距離壁面 0.005m 處。網(wǎng)格敏感性分析時(shí)采用網(wǎng)格精度不同的4套網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量分別為25萬(wàn)、65萬(wàn)、158萬(wàn)和398萬(wàn)。選取 L₁ 處速度分布進(jìn)行敏感性分析。圖4為網(wǎng)格敏感性分析及網(wǎng)格設(shè)置。由圖4（a）可知，網(wǎng)格數(shù)量為25萬(wàn)和65萬(wàn)時(shí)的計(jì)算結(jié)果相比于158萬(wàn)和398萬(wàn)時(shí)的偏大，而網(wǎng)格數(shù)量為158萬(wàn)和398萬(wàn)時(shí)的計(jì)算結(jié)果幾乎一致。這說(shuō)明計(jì)算結(jié)果在網(wǎng)格數(shù)量大于158萬(wàn)后趨于一致。158萬(wàn)網(wǎng)格劃分如圖4（b）所示。

采用速度均方差 ε_v 作為網(wǎng)格獨(dú)立性的定量標(biāo)準(zhǔn)[33]，即

式中： V_i，n-1 ： V_i，n 分別為編號(hào)為 n-1 1 n 的網(wǎng)格的速度， m/s . N 為檢查采樣點(diǎn)的數(shù)量。

隨著網(wǎng)格不斷加密， ε_v 逐漸減小，且網(wǎng)格數(shù)量由158萬(wàn)增加至398萬(wàn)時(shí)其變化很小。因此，

本文選用數(shù)量為158萬(wàn)的網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算。

2 結(jié)果與討論

2.1 模型驗(yàn)證

本文中環(huán)境實(shí)驗(yàn)艙工況分為等溫工況和非等溫工況。等溫工況指實(shí)驗(yàn)過(guò)程中未對(duì)地板進(jìn)行加熱，地板與送風(fēng)氣流的溫差為0；非等溫工況指在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)地板進(jìn)行加熱，且地板與送風(fēng)氣流保持穩(wěn)定的溫差。

圖5（a）、（b）分別為 Ar=0 及異側(cè)通風(fēng)工況下， L₁ 和 L₂ 處速度的模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比。由圖可知，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模擬結(jié)果一致性較好。這表明所采用的數(shù)值模型可以較好地預(yù)測(cè)通風(fēng)房間內(nèi)速度分布。

圖5（c）、（d）分別為 Ar=8.04 及異側(cè)通風(fēng)工況下， L₁ 處速度和無(wú)量綱溫度 θ 的模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比。 θ 的計(jì)算式為

式中， T_c 為測(cè)點(diǎn)溫度， 0

從圖5可知，非等溫工況下速度最大值出現(xiàn)的位置相較于等溫工況下出現(xiàn)的位置低，且與無(wú)量綱溫度最小值出現(xiàn)的位置（高度為 0.7～ 0.8m ）一致。這表明通過(guò)數(shù)值方法可以模擬出房間內(nèi)在速度高值區(qū)影響下形成的溫度低值區(qū)，即“空氣湖”效應(yīng)[34]。此外， L₁ 處實(shí)驗(yàn)測(cè)得的速度和無(wú)量綱溫度與模擬結(jié)果總體一致性較好。這表明該模型可較精確地預(yù)測(cè)室內(nèi)混合對(duì)流情況，綜上，將RNG k-ε 湍流模型應(yīng)用于研究地暖通風(fēng)房間內(nèi)的流動(dòng)與擴(kuò)散是可靠的。

2.2 流場(chǎng)隨 _Ar 的變化

圖6為異側(cè)和同側(cè)通風(fēng)工況、不同 _Ar 下軸面流線圖及無(wú)量綱速度云圖，其中： u/u 為無(wú)量綱速度； V 為室內(nèi)風(fēng)速， m/s 。等溫工況下，由于康達(dá)效應(yīng)[31]和壁面阻擋，入射氣流在房間上方形成一個(gè)逆時(shí)針旋渦。回風(fēng)口位置會(huì)影響室內(nèi)流場(chǎng)：同側(cè)通風(fēng)工況下房間中部形成順時(shí)針旋渦，而異側(cè)通風(fēng)工況下氣流經(jīng)回風(fēng)口排出，無(wú)旋渦生成。

加熱地板后，送風(fēng)氣流由于密度差向下偏折，在受到阻擋后向四周擴(kuò)散，因此送風(fēng)落點(diǎn)從壁面轉(zhuǎn)移到地板，臨界點(diǎn)為 Ar=6.03 。 _Ar 的增加導(dǎo)致等溫工況下的旋渦消失并形成新的旋渦：同側(cè)通風(fēng)工況下在房間右側(cè)形成逆時(shí)針旋渦，異側(cè)通風(fēng)工況下在房間左側(cè)形成順時(shí)針旋渦。

2.3 溫度場(chǎng)隨 _Ar 的變化

圖7為異側(cè)和同側(cè)通風(fēng)工況、不同 _Ar 下無(wú)量綱溫度云圖。 _Ar 增加時(shí)，低溫區(qū)從壁面向地板遷移。這是由于冷氣流因地暖作用產(chǎn)生了密度差。回風(fēng)口位置對(duì)室內(nèi)溫度分布影響較大。異側(cè)通風(fēng)工況下， Arlt;6.03 時(shí)，近地面溫度梯度明顯，房間中上部溫度均衡； Ar?6.03 時(shí)，室內(nèi)溫度基本一致，且由于送風(fēng)氣流的分割作用，溫度低值區(qū)遷移到回風(fēng)口遠(yuǎn)處。 Ar=2.01 時(shí)，旋渦影響溫度分布，從而形成穩(wěn)定的等溫區(qū)域； Argt; 2.01時(shí)，旋渦對(duì)室內(nèi)溫度影響較小，靠近送風(fēng)氣流的區(qū)域溫度偏低，靠近地暖的區(qū)域溫度偏高，其他區(qū)域溫度接近。

圖8為異側(cè)和同側(cè)通風(fēng)工況下 L₁ 和 L₂ 無(wú)量綱溫度梯度分布。由圖可知：低溫點(diǎn)隨 _Ar 增加向下偏移，這與送風(fēng)氣流向下偏折有關(guān)；同側(cè)通風(fēng)工況下， Argt;4.02 時(shí)各 _Ar 下的溫度分布幾乎重合，表明該工況下較異側(cè)通風(fēng)工況下更能維持室內(nèi)溫度穩(wěn)定。

2.4顆粒物質(zhì)量濃度分布隨 _Ar 的變化

圖9為異側(cè)和同側(cè)通風(fēng)工況、不同 _Ar 下混合通風(fēng)地暖房間 2.5μm 再懸浮顆粒物質(zhì)量濃度云圖，其中 c 為顆粒質(zhì)量濃度， μg/m³ 。 _Ar 為0時(shí)，異側(cè)通風(fēng)工況下顆粒物質(zhì)量濃度低值區(qū)主要在房間上方，其余區(qū)域?yàn)轭w粒物質(zhì)量濃度高值區(qū)。這是受氣流輸送的稀釋和回風(fēng)口過(guò)早排出氣流的影響所致。同側(cè)通風(fēng)工況下，再懸浮顆粒物主要集中在地板附近，其余區(qū)域顆粒物質(zhì)量濃度較低。這是受回風(fēng)口位置影響形成的大旋渦稀釋了顆粒物質(zhì)量濃度所致。

當(dāng)加熱地板時(shí)，浮升力和送風(fēng)氣流導(dǎo)致顆粒物質(zhì)量濃度分布均勻，且 _Ar 的增加使得回風(fēng)口位置對(duì)室內(nèi)顆粒物質(zhì)量濃度分布無(wú)影響。異側(cè)通風(fēng)工況下， Ar?8.04 時(shí)，顆粒物質(zhì)量濃度分布均勻； _Ar 較小時(shí)，房間左側(cè)存在顆粒物質(zhì)量濃度高值區(qū)，這是旋渦效應(yīng)所致。同側(cè)通風(fēng)工況下，顆粒物質(zhì)量濃度高值區(qū)在地板附近，且Ar增大時(shí)，顆粒物質(zhì)量濃度高值區(qū)縮小，這是因?yàn)樗惋L(fēng)落點(diǎn)逐漸向地板轉(zhuǎn)移，從而稀釋了顆粒物質(zhì)量濃度； _Ar 為4.02時(shí)，旋渦消失造成氣流流向室內(nèi)，因此房間左側(cè)出現(xiàn)顆粒物質(zhì)量濃度高值區(qū)。

異側(cè)和同側(cè)通風(fēng)工況下不同平面再懸浮顆粒物沉積率如圖10所示。沉積率的定義是在某表面上的顆粒物數(shù)與從邊界層釋放的顆粒物總數(shù)之比。Ar為0時(shí)，地板上顆粒物沉積率最高，因此影響顆粒物沉積的主要因素是其自身重力；而隨著 _Ar 的增加，由于熱浮升力的影響，地板上的顆粒物沉積率呈下降趨勢(shì)，地板和其他壁面的

Fig.8Distribution ofdimensionlesstemperaturegradientsat L₁ and L₂ underopposite-sideandco-side ventilationmodes

Fig.9Massconcentrationcontoursonthecentralplaneunderopposite-sideandco-side ventilationmodes at varying A

顆粒物沉積率呈上升趨勢(shì)

再懸浮顆粒物去除率如圖11所示。去除率的定義為從計(jì)算域逸出的顆粒物數(shù)與從邊界層釋放的顆粒物總數(shù)之比。 _Ar 為6.03是臨界點(diǎn)，_Ar 小于6.03時(shí)，同側(cè)通風(fēng)工況下去除率高于異側(cè)通風(fēng)工況下的值，而 _Ar 超過(guò)6.03時(shí)則反之。同側(cè)通風(fēng)工況下去除率隨 _Ar 的增加而降低，這與流場(chǎng)在 _Ar 為6.03時(shí)送風(fēng)落點(diǎn)遷移至地面相對(duì)應(yīng)，此時(shí)房間右側(cè)形成逆時(shí)針旋渦并將顆粒物卷吸入，使其難以排出。異側(cè)通風(fēng)工況下，受熱浮升力和旋渦的共同影響，在 _Ar 為2.01時(shí)顆粒物去除率最大，為 31% 。

行人呼吸高度處再懸浮顆粒物平均質(zhì)量濃度 如圖12所示。行人呼吸高度的定義是高度為

1.5m （對(duì)應(yīng)模型： 0.5m ）。由圖可知，不同 _Ar 下，異側(cè)通風(fēng)工況下行人呼吸高度處顆粒物質(zhì)量濃度高于同側(cè)通風(fēng)工況下的值。雖然受熱浮升力的影響質(zhì)量濃度逐漸降低，但最低質(zhì)量濃度仍高于同側(cè)通風(fēng)工況下的值，且最低值在 _Ar 為2.01時(shí)，為 21.56μg/m³ 。

綜上，選擇同側(cè)通風(fēng)工況且 _Ar 為2.01時(shí)，室內(nèi)環(huán)境處于較適宜的狀態(tài)。

3結(jié)論

采用經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的RNG k-ε 湍流模型，研究混合通風(fēng)和地板供熱條件下室內(nèi)再懸浮顆粒物沉積和去除特性。主要結(jié)論為：

（1）混合通風(fēng)下隨著 _Ar 的增加，送風(fēng)氣流都會(huì)向下彎折而改變室內(nèi)流場(chǎng)。 _Ar 為6.03時(shí)，送風(fēng)落點(diǎn)從壁面遷移到地板。混合通風(fēng)下，受 _Ar 的影響，分別會(huì)在房間右側(cè)形成逆時(shí)針旋渦，在房間左側(cè)形成順時(shí)針旋渦。

（②）混合通風(fēng)下室內(nèi)溫度場(chǎng)會(huì)受Ar的影響。異側(cè)通風(fēng)工況下，靠近送風(fēng)氣流的區(qū)域室內(nèi)溫度較低，遠(yuǎn)離送風(fēng)氣流的區(qū)域溫度則較高，且存在明顯的溫度梯度；而同側(cè)通風(fēng)工況下， _Ar 大于4.02時(shí)，室內(nèi)溫度均勻分布，無(wú)明顯的溫度梯度。

（3）加熱地板后，顆粒物質(zhì)量濃度分布逐漸變得均勻，無(wú)明顯的高值區(qū)，因此 _Ar 增加后回風(fēng)口位置對(duì)室內(nèi)再懸浮顆粒物質(zhì)量濃度分布無(wú)影響。同側(cè)通風(fēng)工況下隨 _Ar 增加再懸浮顆粒物去除率降低，異側(cè)通風(fēng)工況下去除率最高值在 _Ar 為2.01時(shí)。異側(cè)通風(fēng)工況下隨 _Ar 增加行人呼吸高度處顆粒物質(zhì)量濃度降低，但最低質(zhì)量濃度仍高于同側(cè)通風(fēng)工況下的值，且最低值在 _Ar 為2.01時(shí)，為 21.56μg/m³ 。綜上，選擇同側(cè)通風(fēng)工況且 _Ar 為2.01時(shí)，室內(nèi)空氣質(zhì)量較為適宜。

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