0引言
家用脱排油烟机可排除烹饪时产生的有害油烟, 其效果应当与油烟的流动有关, 但是居民选购油烟机 时主要参考风量 、 风压 、 噪声 、 电机输入功率等, 这些 指标并不能完全体现油烟机的排烟效果 。
本文将利用 CFD 数值模拟的方法分析, 采用 Fluent 软件对家用厨 房安装下沉式 、 侧吸式和浅吸式几种有代表性的脱排 油烟机后的气流进行模拟, 得出厨房内的烟气浓度场 及速度场分布, 比较这些脱排油烟机的排烟效果 。 按风机的机型, 脱排吸油烟机可分为轴流式和离 心式两种, 离心式风机风压大, 风量大小由叶轮结构 和转速高低决定, 现在市场上出售的吸油烟机主要以 外排式离心式为主 。 按照吸气口的位置, 脱排油烟机 可以分为下沉式 、 侧吸式 、 浅吸式和新型侧面吸风式 几种, 其中下沉式和新型侧面吸风式为新型脱排油烟 机, 价格昂贵; 而侧吸式和浅吸式油烟机为传统型家 用油烟机, 价格适中, 被大众所接受 。
本文研究的脱排油烟机 1号和 2号为 8000元人 民币以上 、 吸风口距离烟气发生点较近的新
型厨房排 烟产品, 其中 1号为下沉式, 火眼下沉吸风口位于炒 锅的边缘; 2号为侧面吸风式, 吸风口距炒锅 200mm , 二者的分析计算中, 排风压力都取 170Pa 。 3号和 4号 为 8000元人民币以下的传统抽油烟机产品, 吸风口
离烟气发生处有一定距离, 其中 3号为浅吸式, 安装
高度距灶台 650~750mm ; 4号为侧吸式,安装高度 距灶台 350~400mm , 二者的分析计算中, 排风压力 都取 250Pa 。 油烟出口速度统一取 1m/s。
1CFD 数值模拟
利用 CFD 软件对选定厨房采用不同形式的脱排油 烟机的气流流场进行模拟 。 其中厨房内空气湍流流动控 制方程由连续性方程能量方程和稳流能量方程组成 。 1.1厨房的物理模型 本模型选定厨房尺寸为 19.8m ×24.0m ×4.2m , 东 墙开设一个窗户, 作为自然进风口 。 模型采用三角形 非结构化网格进行面网格划分,体网格采用 Tgrid 划 分方案, 网格质量评价常用标准 EquiAangle Skew(等
角失真 值平均在 0.4~0.5之间,
属于高质量网格, 划 分的网格数为 221117个 。 1.2数学模型
采用雷诺平均法中标准 k -ε两方程模型作为计 算数学模型, 速度和压力的耦合采用 SIMPLE 算法进 行求解 。 计算假设气流为稳态湍流; 流体作低速不可 压缩流体且符合 Boussinesq 假设; 忽略能量方程中由 于粘性作用而引起的能量耗散 。 厨房内空气湍流流动 控制方程由连续性方程能量方程和稳流能量方程组成 。
连续性方程:u i /x i =0
i
(u i , u j
=-
i [p +2ρk
]+
i
收稿日期:2010-07-28; 修回日期:2010-12-24
家用厨房脱排油烟机的 CFD 数值模拟
高丽颖, 李
锐
(北京建筑工程学院环境与能源工程学院, 北京
100044
摘要:为比较常用的住宅厨房油烟机的适用性, 以下沉式和侧面吸风式的新型厨房脱排油烟机以及浅吸式和侧吸式传统厨房脱排油
烟机 4种产品为例, 运用 CFD 技术对厨房的油烟浓度场和速度场的分布进行了数值模拟, 根据模拟结果对这 4种油烟机的排 烟效果进行了分析 。 分析结果表明下沉式新型厨房脱排油烟机的除油效果最好, 传统的厨房脱排油烟机中侧吸式的除油效果 要比浅吸式的好 。
关键词:油烟机; 浓度; 速度; 排烟 中图分类号:TU834
文献标志码:A
文章编号:1673-7237(201102-0065-03
CFD Simulation on Range Hoods of Residential Kitchen
GAO Li-ying, LI Rui
(Schoolof Environment and Energy Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China Abstract:In order to compare the applicability of range hoods for residential kitchen, the distribution of concentration and velocity is simulated. It is a case study of new range hood that is sunken type and side-draft type, a
nd traditional range hood that is shallow attraction type and side inflow type. The smoke effects for four kinds of hoods are analyzed by simulation result. The result shows that sunken type hood is best in eliminated lampblack effect. Besides, side inflow type hood is better than shallow attraction type hood in eliminated lampblack effect.
ktv点歌台Key w ords:hood; concentration; velocity; smoke
■ 电 气 与 智 能 建 筑
ELECTRIC &INTELLIGENT BUILDING
建 筑 节 能
医学成像系统2011年第 2期 (总第 39卷 第 240期
No.2in 2011(TotalNo.240, Vol.39 doi :10.3969/j.issn.1673-7237.2011.02.018
65拉配
[(μ+μi (
u j x i +u i
x j
+βε]浓度方程:u j c
/x j
=(
/x j [(v t /c c ·
(c
/x j ]+F c 稳流能量方程:
(/x i (ρu i T =
(/x j [(μ/Pr+μt /σt (T /x i ]+q /C p 式中, i =1, 2, 3; j =1, 2, 3; u 为室内空气速度; k 为湍流 脉动动能; ε为湍流脉动动能耗散率; T 为室内空气温
度;热顶结晶器
μ为层流动力粘度; μi 为湍流动力粘性系数; P 为 空气压力; ρ为空气密度; C p 为定压比热容; q 为热流 密度; β为流体体积膨胀系数; c 为烟气浓度; F c 为烟 气发生率; c c 为常数; Pr 为普朗特数 。 1.3边界条件
对于速度,按照固体壁面无滑移边界条件处理 。 假定厨房窗户是关闭的,围护结构保温性能良好, 避 免按绝热边界处理; 设定厨房门为自由出口 。 2模拟结果分析
2.1下沉式脱排油烟机
1号研究对象为下沉式脱排油烟机, 它的空间结 构模型见图 1。 利用 Fluent 软件对模型进行数值模 拟, 可以得到下沉式油烟机烟气在 y=0平面上的速度 场和烟气浓度场的分布图, 见图 2、 3。
图 1下沉式油烟机空间结构模型
图 2
下沉式油烟机烟气速度场分布图 (y=0平面
图 3下沉式油烟机烟气浓度场分布图 (y=0平面
在 y=0截面 (安装壁面 , 吸风口处的吸风速度达
辣椒种植技术
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