暖通空調(diào)施工中cfd技術(shù)探討

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1、暖通空調(diào)施工中CFD技術(shù)探討杭州政通建設(shè)項(xiàng)目管理有限公司浙江余杭311100【摘要】目前暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能環(huán)保的領(lǐng)域中扮演著越來越重要的角色，越來越多的暖通系統(tǒng)會(huì)應(yīng)用到CFD技術(shù)中去。暖通空調(diào)制冷行業(yè)是CFD技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一，不少專家以及專業(yè)技術(shù)都己經(jīng)運(yùn)用CFD技術(shù)取得了較大的成績。木文將通過分析CFD技術(shù)在暖通工程行業(yè)的應(yīng)用，了解其工藝技術(shù)當(dāng)前存在的問題，從而得出其在之后的發(fā)展前景，以供參考?！娟P(guān)鍵詞】CFD技術(shù)；暖通；空調(diào)1引言隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展，暖通工程也越來越普及到人們的生活中去.根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，暖通空調(diào)在建筑中約占60%左右的比重，CFD技術(shù)的應(yīng)用重

2、點(diǎn)也早己逐漸從工業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)向建筑這一方向上。為此，人們應(yīng)該積極開發(fā)和推廣應(yīng)用CFD技術(shù)到暖通工程中去，它取得的成就以及科學(xué)性已經(jīng)能夠大大取代傳統(tǒng)的暖通工程技術(shù)。人們的生活理念和方式的多樣化、細(xì)節(jié)化直接關(guān)乎到暖通空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)需求。良好地運(yùn)用CFD技術(shù)到暖通工程中去，改善暖通空調(diào)系統(tǒng)，盡可能設(shè)計(jì)出更為高效、節(jié)能、舒適的暖通系統(tǒng)，使暖通空調(diào)系統(tǒng)發(fā)揮經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性、安全性、舒適性和美觀性的作用成為必然趨勢。2CFD技術(shù)在暖通工程中的應(yīng)用情況由于空調(diào)的運(yùn)作原理，對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行循環(huán)利用，能耗大，保溫材料存在不少質(zhì)量問題，向人們提供舒適高品質(zhì)的生活以及室內(nèi)生活產(chǎn)熱環(huán)境成為了不可或缺的

3、重要條件。CFD技術(shù)恰巧地能夠去改善能源消耗，使其總耗能縮減大約30%,推動(dòng)整個(gè)暖通工程發(fā)展。2.1CFD技術(shù)的含義CFD（ComputationalFluidDynamics,即計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)簡稱CFD）,其計(jì)算方式也可以表達(dá)為下圖1所示。CFD技術(shù)是目前國際上一個(gè)強(qiáng)有力的研究領(lǐng)域，當(dāng)前暖通空調(diào)制冷行業(yè)是CFD技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一，很多CFD技術(shù)在暖通工程中己經(jīng)取得了驚人的成就。2.2CFD技術(shù)的應(yīng)用范圍當(dāng)前很多CFD技術(shù)幵始向多個(gè)方面、多個(gè)行業(yè)進(jìn)行發(fā)展。它能做到一些通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化及預(yù)測，包括很多建筑火災(zāi)煙氣流動(dòng)及防排煙系統(tǒng)也是通過CFD技術(shù)進(jìn)行分析的。也就是

4、說，當(dāng)前CFD技術(shù)開始向各種以流動(dòng)為基礎(chǔ)的工程問題方向發(fā)展，置換通風(fēng)方式的數(shù)值模擬、潔浄室氣流分布的數(shù)值模擬等，氣固、液固多相流、非牛頓流、化學(xué)反應(yīng)流、煤粉燃燒等等，這些暖通工程都是結(jié)合了CFD技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)在室內(nèi)空氣品質(zhì)的相互影響過程的CFD分析以及冷庫庫房及制冷設(shè)備的CFD分析、高大空間氣流組織分析己經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。一些經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚的實(shí)體也見到了CFD應(yīng)用軟件的巨人商機(jī)，空氣品質(zhì)及建筑熱環(huán)境的CFD方法評(píng)價(jià)、預(yù)測等嗎，紛紛介入，如空調(diào)送風(fēng)的各種末端設(shè)備等都是利用CFD技術(shù)在暖通工程中通風(fēng)除塵的卓悅成就而得以實(shí)現(xiàn)的。由于CFD技術(shù)的大量應(yīng)用能顯著縮短設(shè)計(jì)周期，降低

5、費(fèi)用，其在未來一定還能夠覆蓋更多領(lǐng)域，有更廣泛的應(yīng)用。3CFD技術(shù)在暖通工程中的使用步驟CFD軟件的一般結(jié)構(gòu)可分為前處理、求解器及后處理等三火模塊，求解結(jié)果能預(yù)報(bào)流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)、燃燒等過程的細(xì)節(jié)，并成為過程裝置優(yōu)化和放大定量設(shè)計(jì)的有力工具。隨著CFD技術(shù)的廣泛應(yīng)用，根據(jù)很多案例成就，我們知道CFD技術(shù)在暖通工程中已經(jīng)冇很多方法并十分成功。3.1運(yùn)用CFD軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，計(jì)算出暖通工程的流體細(xì)節(jié)問題計(jì)算流體力學(xué)即CFD的應(yīng)用則改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，CFD技術(shù)在暖通空調(diào)制冷工程設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)及其它行業(yè)中，進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)、動(dòng)量傳遞及燃燒、多相流和化學(xué)反應(yīng)研宄的核心和重要技

6、術(shù)，各奮蘇獨(dú)特的作用。隨著張建忠分析了數(shù)值計(jì)算方法在暖通空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用情況，一般我們要先確定CFD方法的控制方程，由于CFD軟件可以相對(duì)準(zhǔn)確地給出流體流動(dòng)的細(xì)節(jié)，對(duì)常見的暖通工程通風(fēng)問題做數(shù)值計(jì)算分析，選擇離散方法進(jìn)行離散，依靠經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)及簡單的進(jìn)論分析來完成工程設(shè)計(jì)產(chǎn)品開發(fā)工作，不僅可以準(zhǔn)確預(yù)測流體產(chǎn)品的整體性能，還能夠分析出該暖通工程的問題。3.2抽取實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行控制計(jì)算得出采取措施CFD的核心是對(duì)NS方程的處理，二次開發(fā)需要遵循軟件的規(guī)則，它可以抽象出數(shù)學(xué)模型之后，需要尋求合適的計(jì)算方式以求解模型。而現(xiàn)代設(shè)計(jì)過程中，多個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這一環(huán)節(jié)中的大量工作己通過CFD工

7、作完成。在應(yīng)用中，通常是找一些相類似的例子，即通過CFD工作形成大量的可控?cái)?shù)據(jù)以供參考，按照例子中的設(shè)置方式進(jìn)行設(shè)置，利用試驗(yàn)來調(diào)整計(jì)算模型與算法，即可檢驗(yàn)CFD的技術(shù)是否科學(xué)、合理地進(jìn)行，從而降低整個(gè)工序成本。3.3篩選方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)循環(huán)計(jì)算從而落實(shí)應(yīng)用在暖通工程中，我們最常用的方法就是經(jīng)過一定考核的CFD軟件來拓寬實(shí)驗(yàn)研宄的范圍，分析暖通制冷系統(tǒng)，減少成本昂貴的實(shí)驗(yàn)工作量。方案的篩選是以科學(xué)性的分析為基礎(chǔ)，以期在計(jì)算速度、穩(wěn)定性和精度等方面達(dá)到最佳。但是，無論分析的方法或?qū)嶒?yàn)的方法都冇較大的限制，所以我們需要去篩選出方案，進(jìn)行CFD技