[發(fā)明專利]一種基于排風道面積控制的均勻?qū)Я鳂?gòu)件設計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810291550.1
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108573097B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設計）人: 高軍;侯玉梅;曹昌盛;王依蕊
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

1.一種基于排風道面積控制的均勻?qū)Я鳂?gòu)件設計方法，其特征在于，包括：確定導流構(gòu)件阻力特性，采用CFD數(shù)值計算與實驗相結(jié)合的辦法，擬合導流構(gòu)件的阻力特性曲線或公式；依據(jù)排風系統(tǒng)各環(huán)路阻力關(guān)系，計算出所需的導流構(gòu)件阻力特性；依據(jù)所需的導流構(gòu)件阻力特性，在預先所求的導流構(gòu)件阻力特性曲線或公式中，確定導流構(gòu)件所需尺寸，從而完成均勻排風系統(tǒng)的設計；

具體包括以下步驟：

(1)導流構(gòu)件阻力特性確定，采用CFD數(shù)值計算與實驗相結(jié)合的辦法，擬合導流構(gòu)件的阻力特性曲線或公式；

(2)對樓層數(shù)為n的集中煙道系統(tǒng)按國家建筑標準設計圖集《住宅排氣道》選取煙道截面積、層高，同時確定設計同時使用系數(shù)，得到住宅廚房排油煙機的開啟戶數(shù)k；

(3)根據(jù)設計同時使用系數(shù)將開啟排油煙機的用戶在高度上進行均勻分布，根據(jù)理論計算模型按等截面止逆閥煙道系統(tǒng)計算得到系統(tǒng)總風量Q₀；

(4)所有樓層用戶均采用性能相同的同型號排油煙機，由于各戶排氣量相等，故開機的k層用戶其排油煙機工作壓頭均相等，為：

其中，P_yyj表示用戶油煙機的全壓，Q_design表示各層用戶設計排氣量，A、B、C表示對應系數(shù)，與油煙機參數(shù)有關(guān)；

(5)由于開機數(shù)為k，開機樓層數(shù)分別為n₁，n₂，…n_k；故煙道內(nèi)煙氣經(jīng)第n_k層匯流后通過無動力風帽排至大氣；列出節(jié)點n_k的平衡方程：

∑ξ＝ξ_軟管+ξ_止逆閥 (5)

確定設計參數(shù)后，上述方程僅第n_k層導流構(gòu)件匯流阻力系數(shù)為未知數(shù)，可計算求解；接著，將煙道截面積A₃、第n_k層用戶流量比1/k代入導流構(gòu)件阻力特性擬合圖表或關(guān)系式即可解得第n_k層用戶匹配的導流構(gòu)件尺寸；

(6)確定第n_k層用戶匹配的導流構(gòu)件尺寸后，接著求解第n_k-1層用戶匹配的導流構(gòu)件尺寸；第n_k-1層會受到第n_k層導流構(gòu)件的“引流”作用，列出節(jié)點n_k-1的平衡方程：

∑ξ＝ξ_軟管+ξ_止逆閥 (10)

按照第五步的流程即可求得第n_k-1層用戶匹配的導流構(gòu)件尺寸

(7)重復第(5)和第(6)的計算方法便可得到設計開啟的k層用戶的導流構(gòu)件尺寸；

其中，表示第n_k層匯流后的壓力，表示n_k層用戶支管的壓力，∑ξ表示從n_k層用戶支管到煙道的局部阻力系數(shù)之和，包括軟管阻力系數(shù)ξ_軟管和止逆閥阻力系數(shù)ξ_止逆閥，表示第n_k層用戶支管內(nèi)的動壓，表示n_k層用戶支管到煙道的局部阻力系數(shù)，表示第n_k層用戶煙道內(nèi)的動壓，ρ表示煙道內(nèi)煙氣的密度，P₀表示煙道總出口的壓力，表示n_k層用戶風道匯流處的壓力，ξ_風帽表示煙道總出口風帽的局部阻力系數(shù)；

設計未開啟的第i層用戶位于開啟的第n_k層用戶和第n_k-1層用戶之間，則第i層用戶匹配的導流構(gòu)件尺寸為：

其中，A_i表示第i層用戶的導流構(gòu)件尺寸，表示第n_k層對應的導流構(gòu)件尺寸，表示第n_k-1層對應的導流構(gòu)件尺寸；

至此，便得到n層所有用戶匹配的導流構(gòu)件尺寸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于排風道面積控制的均勻?qū)Я鳂?gòu)件設計方法，其特征在于，由于設計開啟的k層用戶在高度上均勻分布，設計未開啟的n-k層用戶的導流構(gòu)件尺寸通過線性插值法得到。