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消防新闻

基于烟气流动分析软件中使用实验数据进行验证

  • 作者:四川消防检测设备
  • 发布时间:2021-08-10 13:51:32
  • 来源:http://sc.xfjcyq.com/
  • 点击:240

基于烟气流动分析软件中使用实验数据进行验证

我们现在将探索两种使用 FDS 建模喷气风扇的方法:

  • 速度补丁。
  • 暖通空调管道。

在上篇中,我们对下游流动进行了快速背景回顾,包括 自由圆形射流的势核和轴对称衰减区域。在本节中,我们将重点介绍由 Giesen 等人测试的 Novenco 喷气风扇的建模。( vdGiesen et al. 2011 ): 与直径290 mm、长度2.6 m、排气流量、排气速度= = = 、容量。对于代表这种风扇的流动条件,上一篇发现需要 1 的网格大小才能获得第一个合理准确的结果。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,即使使用多个网格,也无法用如此精细的网格模拟全尺寸停车场,因此在本节中,我们将研究替代方法。四川消防评估软件

1. 射流风扇的背景方程
上一篇中列出的 Kümmel 和 Baturin 方程都在下面绘制了初始空气速度为 的方形0.25 m方形管道(等效直径0.2821 m)18 m/s。正如下面将要讨论的,Kummel 方程与=0.20与 Geiesen 等人测量的射流风扇结果很好地匹配。

Baturin 还提供了有关不同射流的展开角的数据。对于圆柱管α=29 deg和带导向叶片的轴流风机α= 44 deg. 计算出的射流直径如图 9所示。

 基于实验测量开发了以下流动夹带表达式。

 
2. 射流风扇融合研究
要模拟喷气风扇,我们将入口流耦合到出口,同时保留燃料、空气和产品混合物。本次收敛研究中的射流风扇很1 m长,是一个有边的方形管道=0.25 m和出口空气速度18 m/s。这个测试问题类似于第 2 章中的问题,除了现在我们明确地对风扇(不仅仅是通风口)建模,并且中心线距离扩展到10 m风扇的下游。在0.5 m时间间隔,我们使用的设备来测量速度时程。http://sc.xfjcyq.com/

3. 速度补丁模型
在Velocity Patch Tutorial 中,风扇由指定轴向 (X) 速度的区域表示。横向(Y 和 Z)速度未定义。速度补丁方法在 FDS 中实施,作为一种近似夹带喷水器流中空气的方法。

速度补丁可以定义为带有或不带有围绕补丁的护罩。护罩(由薄障碍物定义的中空管)改变了相邻空气被吸入速度块的方式,并且还将气流集中在护罩的轴向上。对于收敛性研究,我们探索了三种护罩配置:全长护罩、短护罩(1/4 长度)和无护罩。


4. 暖通空调型号
对于 HVAC 模型,我们使用了带有通风口的标准 HVAC 管道和一个同时使用 HVAC 管道和下游护罩的管道。我们将 HVAC 管道缩短为0.5 m并添加一个空心护罩(类似于速度补丁护罩),该护罩在 HVAC 管道下游延伸,0.5 m以便 HVAC 管道加上护罩的长度等于风扇总长度。

添加护罩的原因是为了确保出口流在轴向上。FDS 计算单元边中心处的单元速度(交错网格)。HVAC 管道在通风口处连接到网格,并且在接触通风口的单元表面上指定了通风口处的流动边界条件。结果,流动可以在通风口下游的第一个单元中膨胀,从而降低轴向速度。这可以在第 2 章的收敛性研究中看到。护罩沿轴向保持出口流动,确保在风扇出口处保持一维轴向速度。

5. 收敛性研究结果
收敛研究中使用的两个带的网目尺寸125 mm,62.5 mm和31.25 mm。由于射流风扇侧为250 mm,因此它们对应于每侧2、4 和 8 个分区。

下图显示了带有125 mm网格的标准 HVAC 模型的典型速度等值线。四川消防检测设备

下图显示7.5 m了出口下游的测量速度。

HVAC 模型的结果如图 15所示。对于没有护罩的 HVAC 模型,我们可以看到出口处气流的初始横向膨胀(图表中的蓝线)。结果都显示出比实验拟合更少的流动夹带,护罩模型的更细网格具有接近的匹配。

图16显示了使用速度补丁的射流风扇模型收敛研究的中心线速度和流动夹带。对于中心线速度,所有结果都接近下游距离为 的实验拟合10 m。靠近射流风扇出口,粗网格结果(= 125 mm= side/2)下冲中的数据,所述介质啮合结果( =62.5 mm= side/4) 全罩或短罩使数据过冲,以及全罩的精细网格 ( =31.25 mm= side/8) 与实验拟合非常匹配。流动夹带结果表明,减少护罩会增加流量,在没有护罩的情况下,夹带的流量大于期望值。


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