一種用於建築通風排煙實驗的通用釋放源裝置製造方法
2023-12-05 03:25:16 1
一種用於建築通風排煙實驗的通用釋放源裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於建築通風排煙實驗的通用釋放源裝置，該裝置包括介質注入管與緩衝腔，緩衝腔連接在介質注入管的下端，緩衝腔與介質注入管連接處的腔壁上開設有介質注入孔，緩衝腔的內部設有內部導流孔板，緩衝腔的底端設有出口導流孔板；介質從介質注入管通過介質注入孔進入緩衝腔內部再流經內部導流孔板，從出口導流孔板流出，從出口導流孔板流出的介質為低速度高湍流的流體。與現有技術相比，本發明通過介質注入孔和三層孔板上相互交錯設置的導孔的共同作用，降低了介質流速同時增加了流體湍流度，解決了通風排煙介質實驗中介質流的初始動量不為零而導致的低速度高湍流不能同時達到的矛盾，極大程度的減小了實驗的誤差。
【專利說明】一種用於建築通風排煙實驗的通用釋放源裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及熱羽流通風與排煙領域，尤其是涉及一種用於建築通風排煙實驗的通用釋放源裝置。
【背景技術】
[0002]隨著經濟社會的快速發展，建築技術水平和人們生活水平的提高，越來越多的高大空間建築成為人們工作和生活的居留空間，例如商場、影院、體育場、廠房、交通樞紐站等。現代建築物為滿足日益增長的人民對於生活品質的追求，建築物內不斷湧現各類中庭等高大空間，給建築物的通風及防排煙帶來很大壓力。目前在高大空間建築在通風和排煙設計時存在以下問題:
[0003]1、高大空間由於存在由熱源驅動的熱對流羽流通風，從而導致了高大空間熱分層，且該現象使高大空間在空調負荷的計算、室內空氣品質的控制、空調末端的選擇都有一定的影響，且目前缺乏熱分層共性特徵及其理論的研究，數學模型不足，不能形成公認的理論體系。因此研究高大空間的熱羽流通風對空氣的負荷計算，系統及末端的合理選擇有著重要的作用，進而有效控制室內有害氣體、顆粒物及傳染病菌隨空氣流動的傳播與擴散，以及整個空調系統的節能也有著重要的作用。
[0004]2、在高大空間的排煙設計中，由煙氣熱對流羽流導致的熱分層也是室內火災和煙氣運動中的常見現象，現行《建築設計防火規範》GB50016中對中庭等高大空間的機械排煙量的規定還只是停留在按照體積取換氣次數考慮；沒有考慮可能發生的火災的火源特性及高大空間本身的特點。大空間建築的人員密度較大，發生火災時，傷亡者中大多是由於吸入煙氣中毒所至或中毒後暈厥被火燒死。因此，為了保證火災中人員在煙氣曼延前有安全的疏散通道和足夠的疏散時間，需要了解煙氣的擴散過程、各種排煙方法對煙氣擴散規律的影響和煙氣擴散對室內氣流運動的影響，以便確定有效的控制火災煙氣擴散的方法和組織人員疏散的方式。
[0005]目前通風防排煙煙氣分析所用的主要方法為CFD數值模擬和模型實驗2種。其中，CFD模擬基於控制方程的抽象化和邊界條件簡化，在缺乏實驗驗證的情況下，往往難以確定計算結果的準確性。而依照相似理論建立模型，保證縮尺模型和原建築空間具有相同的準則數(Fr，Re)的前提下進行實驗的辦法具有不需依賴經驗理論、可靠性高的優點。
[0006]模型實驗一般分為熱空氣流模擬熱對流羽流的同介質的模型試驗，以及用鹽水密度流模擬熱對流羽流的異介質的模型試驗兩類。排煙和熱通風實驗一般滿足Fr相等、Re接近，一般將Re數進入自模區作為滿足模型實驗的條件。通常模擬實驗均有介質流的初始動量不為零而導致了模擬的誤差問題。在實際的火災煙氣擴散過程中，煙氣是由浮力或者機械排風的動力驅動的，火源具有高湍流低速度的特徵。但在介質模型實驗中，介質注入具有一定的初速，介質注入後在重力和初始動量的共同作用下運動。同時，為了保證模擬火災源和的高湍流，需要保證Re ≥ IO4即保證湍流注入保持高速度從而形成湍流，這就與低速度的條件形成了矛盾。同時對於Re數相似性來說，同介質實驗不如異介質實驗模擬準確，具有一定的誤差，但是若通過改進介質釋放裝置湍流加強，可以使得相似性大大改善。
[0007]為了解決介質釋放出動量不為零的問題，本發明提供了一種用於建築通風排煙實驗中模擬熱源高湍流、低速度特徵的釋放裝置。解決了建築火災、熱羽流通風異介質實驗中的源條件相似的核心問題，可大幅提升模型實驗的幾何相似範圍。同時改進介質釋放裝置湍流加強，可以使得同介質實驗相似性大大改善，減小實驗誤差，增大實驗使用範圍。該裝置通用於建築通風排煙模型實驗中。
【發明內容】
[0008]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的介質釋放出動量不為零的問題而提供一種用於建築通風排煙實驗的通用釋放源裝置，該裝置能夠模擬熱源高湍流、低速度的特徵。
[0009]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0010]一種用於建築通風排煙實驗的通用釋放源裝置，該裝置包括介質注入管與緩衝腔，所述的緩衝腔連接在介質注入管的下端，緩衝腔與介質注入管連接處的腔壁上開設有介質注入孔，所述的緩衝腔的內部設有內部導流孔板，緩衝腔的底端設有出口導流孔板；
[0011]介質從介質注入管通過介質注入孔進入緩衝腔內部，流經介質注入孔後的介質速度增加，湍流迅速強化，介質再流經內部導流孔板，從出口導流孔板流出，內部導流孔板與出口導流孔板對介質進行均流和進一步減速，同時過濾大尺度的渦旋，從出口導流孔板流出的介質為低速度高湍流的流體。
[0012]所述的介質注入管為圓柱形管道，介質注入管與緩衝腔之間焊接連接。
[0013]所述的緩衝腔為圓柱形腔體。
[0014]所述的內部導流孔板設有數個，豎向分層布設在緩衝腔的內部。
[0015]作為優選，所述的內部導流孔板共設有兩個，分成上下兩層設置在緩衝腔內部，上下布設的兩個內部導流孔板與出口導流孔板一起構成平行設置的三層孔板，這三層孔板上均開設有若干導孔，且每層孔板上的導孔相互交錯。
[0016]所述的內部導流孔板及出口導流孔板上導孔的開孔率均為40%-60%。
[0017]所述的介質注入孔的孔徑為8-20mm。
[0018]介質從所述的出口導流孔板流出後為低速度高湍流的流體，當該介質在距離出口
導流孔板Hci處動量滿足
【權利要求】
1.一種用於建築通風排煙實驗的通用釋放源裝置，其特徵在於，該裝置包括介質注入管(I)與緩衝腔(4)，所述的緩衝腔(4)連接在介質注入管(I)的下端，緩衝腔(4)與介質注入管(I)連接處的腔壁上開設有介質注入孔(2)，所述的緩衝腔(4)的內部設有內部導流孔板(3)，緩衝腔⑷的底端設有出口導流孔板(5)； 介質從介質注入管(I)通過介質注入孔(2)進入緩衝腔(4)內部，流經介質注入孔(2)後的介質速度增加，湍流迅速強化，介質再流經內部導流孔板(3)，從出口導流孔板(5)流出，內部導流孔板(3)與出口導流孔板(5)對介質進行均流，同時過濾大尺度的渦旋，從出口導流孔板(5)流出的介質為低速度高湍流的流體。
2.根據權利要求1所述的一種用於建築通風排煙實驗的通用釋放源裝置，其特徵在於，所述的介質注入管(I)為圓柱形管道，介質注入管(I)與緩衝腔(4)之間焊接連接。
3.根據權利要求1所述的一種用於建築通風排煙實驗的通用釋放源裝置，其特徵在於，所述的緩衝腔(4)為圓柱形腔體。
4.根據權利要求1所述的一種用於建築通風排煙實驗的通用釋放源裝置，其特徵在於，所述的內部導流孔板(3)設有數個，豎向分層布設在緩衝腔(4)的內部。
5.根據權利要求4所述的一種用於建築通風排煙實驗的通用釋放源裝置，其特徵在於，所述的內部導流孔板(3)共設有兩個，分成上下兩層設置在緩衝腔(4)內部，上下布設的兩個內部導流孔板(3)與出口導流孔板(5) —起構成平行設置的三層孔板，這三層孔板上均開設有若干導孔，且每層孔板上的導孔相互交錯。
6.根據權利要求5所述的一種用於建築通風排煙實驗的通用釋放源裝置，其特徵在於，所述的內部導流孔板⑶及出口導流孔板(5)上導孔的開孔率均為40%?60%。
7.根據權利要求1所述的一種用於建築通風排煙實驗的通用釋放源裝置，其特徵在於，所述的介質注入孔(2)的孔徑為8?20mm。
【文檔編號】G01M9/00GK103439077SQ201310410390
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月10日 優先權日:2013年9月10日
【發明者】張智力, 朱鳴, 王健, 高軍, 張淇淇 申請人:同濟大學建築設計研究院(集團)有限公司, 同濟大學