不同形式机械送风气流频谱特性

不同形式机械送风气流频谱特性研究

摘要：气流的紊动特性对人体舒适性有着重要的影响。频谱特征是紊动特性中最重要的物理参数，本文利用高灵敏度的热线微风仪，对多种不同形式机械送风气流进行了实测，并利用现代数学的处理方法，对测量数据进行了频谱分析，得到了不同机械风源气流的频谱特征参数。通过比较分析结果，发现不同送风形式的气流的频谱特性有着较大差异，本文对此种现象做出了总结并进行了解释。

关键字：气流紊动特性功率谱密度湍流度1．引言良好舒适的室内环境可以使人感到精神愉悦，提高工作效率。传统的空调送风方式会使人有不适的吹风感，在长时间作用下让人感到单调、不舒适。长期处于室内的空调送风环境下，会使人体的生理机能发生退化，导致人体调节机能衰退和抵抗力下降，产生不适的吹风感和各种病症。在中性－微热环境下，与机械送风相比人们更乐于接受自然风，自然风令人感觉更加舒适。在自然通风条件下，人们觉得舒适的空气温度通常比空调设定温度要高3-5℃。而人们对自然通风方式却比较偏爱，即使在环境有点热的情况下依然倾向于选择自然通风，而不是机械送风。目前的研究结果表明，自然风与机械风在紊动特性上的差别是影响人体热感觉的重要影响因素。日本的研究者们在1982年、1997年[1,2]，发现自然风的风速脉动特征具有1/f紊动特性（1/ffluctuations），认为自然风功率谱密度分布符合1/f规律。从人们发现自然风具有1/f紊动特性开始，就一直在尝试研制出能够产生自然风特征气流的机械设备。日本的学者最开始进行这方面的研究，1988年，日本的安久正紘[4]曾试图通过控制电风扇的转速变化来模拟自然风，1997年T.Hara等[2]也尝试用微机产生的混沌的信号去控制风机产生1/f紊动风，但效果并不明显。2000年，清华大学贾庆贤[5]通过自然风和机械风产生的不同机理分析，提出用转动盘控制出口流量分配来产生不同风速频谱的方法，开发出送风末端装置。对自然风与机械风进行研究的目的，一方面是为了明确其不同之处，以便进行合理的评判，另一方面也是为了能对房间气流的紊动特性进行干预控制，研究开发新型的接近于自然风的送风形式，使得其既有利于满足人们的舒适性要求，又能对建筑节能发挥相应的作用。如果能利用机械送风装置产生具有自然风特征的气流，不仅可以提高人们对舒适性空调的要求，而且可以提高空调的设定温度，降低建筑能耗。2000年，清华大学的朱颖秋[3]对自然风和机械风进行了多个样本的测量和频谱分析，给出了典型自然风和机械风功率谱密度图，并提出了以功率谱密度函数等参数作为自然风与机械风的差别的判据。朱颖秋首次明确从紊动特性的角度提出了自然风与机械风的区别，但是自然风和机械风之间有严格的界定或不可逾越的樊篱吗？同样是机械风，对于不同的风源产生的气流，其紊动特性又有何区别？自然风与机械风之间有无相互转移可能？这些问题都有待于进一步的研究。本文通过对轴流风机和离心风机不同送风形式产生气流的频谱特性进行了测量分析，分析了不同风源对机械送风气流频谱特性的影响，以揭示机械风在室内环境下气流频谱特性的差别，改进机械送风的方式。锻2类．第实肯验宴描轮述筒2倾.青1祸区测仇量膊设厨备探风赛速偷的姐测违量哪采朝用撇热载线责微戒风权仪艰。姓热价线鲁的斗直脱径息为顺2蝇0卫μ返m速，作最踢大穷响晋应逼频套率奉为宾1物6们.佣7岛H给z栗，猛热返线浸微容风周仪萄的慧精卧度衬为圈：久5掩%迫V牵±记0据.葛0聪2抄m辛/卫s寨。惧实珍验捐中镇的千采先样竖频嫂率毕设朵置剑为细1寻0麻H灯z辅，膛即哗每雾秒状中塑记仅录飞1鸣0孩次拍风筋速愧数演据卷，挤满功足丰申锹农露采窗样岭定味理各。话2始.新2棉网实挥验坦工控况扶本昨实顺验筹对漫多举种糊轴次流睁风猴机必和晃离宅心菜风脾机彼的锄送佛风妹气轻流辩紊追动仅特饥性钩进困行犁了特测爱量刃，绳所舌有瓣实叶验支均塌在童大壁空痰间寿的窝密倍闭朵房阵间愈中肆进勿行潜。个测毫点膀布岔置捡在色送刘风两气取流拦的碌射焰流深区短中喝，跨测天头籍与茫风还口家的渣间奴距竟为活1土.竞0优m着～例1陕.畅4叶m歪。钉表放1穴嘉测盆量建工产况外凳轴桐流扇风刺机罩离砍心驼风被机垮送帐风尼形质式黑备鬼注哪送鄙风课形益式贸备葛注水定槐向啄风宰扇医悟林风绑机蜂盘俩管里侧臭送寺接铸风教管码后椒送届出射摆纱头衫风菜扇傲摆萝头让频亦率骆0恩.广1吴2羽5俭H坐z汪风诱机喉盘恋管告下怕送孩接侮风受管投后稀送艰出卫吊遭扇忠垂辉直寄向想下箱，要定悠向帜孔垮板什送红风煮风担管捷末习端声加学孔温板资3冤．先分殖析帜方喝法悬目磨前富对暗气始流毒紊瞧动叙特辜性悄的叼研有究界方慈法昂，课主债要灵包江括胶频俘谱娱分宜析考、姥概痰率于分怕析氏、缝湍疗流佛统脚计传分鬼析煎、峰相负关冷分睛析搅、失以隆及依混样沌汗与颈分牲形旦分屠析悟等桌。起本侨文惠对麦机跨械垫风氏的累紊纱动绩特烈性恰分冈析剧，坦主辰要服从型频承谱岛分粮析随入上手汽，锦重究点盏研恩究恩气纲流名湍竞流按度环和熄功今率京谱腰密林度匹函挪数壮的脂差葱别侧。袜3距.惭1拢妖湍烘流胸度芝湍倍流次度烈表继示罢流恒动漆的勇紊燃乱教程劣度索，史其靠定面义狼式碍为矩：懂型辛继面绞（妹1窃）桶其戚中俯为皇平乘均河风菊速靠，碎为糕脉错动激风督速耳3忆.横2饥挠功粱率拔谱按密寇度谢函遭数管湍剖流纯可蹄以牢视改为甩由渣尺腐寸暴越痛来攀越装小租的奥涡辈叠姜加牛而次成瓶的丑。迷频这谱印分丸析礼法从可尖以唯给哗出清湍祝流夕结森构阳中唱不费同慨涡篇旋茶所叉对狮应用的拜频翅率屯和畅波破动赚能狐量驰的献大邻小婶，库将扩气些流墓能筛量我在窑一边定码的区频指率诚范木围羊内纤的淹分问布馅表源示某出沫来枪，涛比狼较暴全然面岩、遗准每确火地狭说汤明德流午场摩特郑性荡。麻功赶率禁谱溪密屈度絮函淘数托是语最蒜重偿要狐的充描指述笛随勿机李数喇据旷特叛征铸的套参贪数矛，浮不恢同军的握频顽率箭f锯对滨应顿的舞功爱率挖谱增密排度妈的桂大冲小玻反诱映运了思某故一喷周旷期判的谎涡管的愿强零弱耀。征对咏风也速剩的桐频般谱线分嗽析绑的他对功象阶是屡，邀其黄功于率赔谱伤密符度边函施数羊可震以郑由僚下否式伪获健得梯：棒堵盒式得（梁2段）舰图索1故是舟一天组兵功毁率辰谱依密某度笨曲幸线俩图闯。仆对肤数仅功往率迹谱摄密烘度急曲小线筋斜胃率愈的遵负盐值啄β激（驼又喂称痕功帽率壮谱苹指寸数猫）恨，枣是惯用既来家分制析尤和停衡舍量贩气淘流茎紊嘴动恐特正性手的尼主蜓要酿参相数慈。骆β晓值病与逼E午(筋f渠)公跟的诵关厨系偿为女E踢(桃遥f婚环)锻犹=侦茶1捞/违f科马b员祖.怎4底．多结途果覆分光析佛和阿讨鸡论弦根鄙据赞贾谢庆精贤楼[高5期]燕的同研烦究吊结命果务，佩以蚊0读.业0灭3酒H述z每为托界姜可普以上将系自副然百风依、塑机桥械拉风迟气弄流屈功墓率席谱舞曲赶线齿分绘成估两察个摸部竭分徒，接这矩两传部肢分伍的刘曲数线亏的狸斜诉率游相蚂差献很绍大瞧。析因芦此禾，泉本电文万中惠比碍较隐各乌个束测财点诵风画速躲的话功咏率纲谱碰指唯数授时览，圆选鞠定叨的泪频努率翻区快间倚是探0任.腊0源3溪~吊1呼H扯z呆。币图粘2命是练轴凤流侦风缸机屠和变离产心斧风绝机辟在筛各悼种腥工淡况奴下洒，参送盼风乞气点流甚功区率奋谱确指锐数受的神比拴较拔。急图役中紧每类一宜个烈点哪是凤6骂0快0宋0鞭个败采铜样念点饶数治据促的竿统水计甲分份析挥结唐果返。跌根扎据济朱孤颖燕秋乏的掏研杂究深结迎果完[披3华]昏，呈可屿以秤将础β愿值烧的庸作男为六机锡械址风敬与线自杠然笋风未的确判盈别稳标基准锁，渡β皱值朗大厉于扶1慢.脖1租为款自彻然脱风论，膊β脖值消小虫于蔬1丈.蚕1瞎为罢机蓄械企风仗。仅从兵图般1源中忠可什以贺看计出旺，坦轴懂流喘风蛋机宫产锹生坝的萝气摸流摘，风其陈功释率职谱塘指弯数弦β阔值召明燃显仅大扬于铸离奏心录风秘机匠，乔基衬本耐上继在现0互.之5倚～株1杀.载0敬之幼间诵浮魔动猫。扇而唉离狱心悟风饰机葵气抹流鲁的偶β睬值失绝乖大熄多院数慰在拨0拍～仍0绿.著4档之耻间浮。筝按咽照申朱病颖湖秋员定诵义霞的古自泼然书风昂与浅机悼械精风亦的酸判让别仓标每准燕，嫂轴竿流爽风抖机干产储生披的汉气倚流泥更辉接元近勺于佣自殊然盐风雪。峡表里2战中档列查出轨了吓不驻同头风思源椒气相流甜的冻湍邮流剪度骗平这均侍值榜和插功厚率欠谱悦指智数汤平队均铅值区。脊由石表在2惧中炉的喂数逮据盘可昂以舱看其出绞，英不讨同活的羡送半风全形泥式晴气榆流倒的悲紊吉动董特蓄性沙有三较许大蜜差由别背。跃孔堪板抚送门风秧是绕波错动据最仆小圆的战送厉风秒方梅式胶，悼其欠功缘β惊值肠接逆近规于掌0嫂，叹湍淘流纵度灿也卸很遇小抬，蛮送副风番气估流僵平搞稳株。堵而鼓摆型头漫风民扇涌的殃紊蛾动碎特付征虫则期是遇最疤接堤近辜自快然熟风猜的扒，虑湍良流怪度担和途功肉率伴谱旗指槽数咐都棍是散最叛高隔的佳。疫按凤照焦β闲值闻可蔑以掀将升风悉源啊分圣为鞋四原个绵档烦次妄：受β像孔环板雕送链风讲却<猪需β砌风轿机洞盘殊管轮下穷送萌、养侧胖送糕胆<奔踪β拳定络向部风哪扇伞、良吊辨扇齿灯<渡糕β悠摆繁头区风枯扇挥表地2效庸不款同稻风庸源钟气东流加湍充流侮度鉴和威功瓣率秧谱伙指痕数稳的双平辟均雾值骆庭风碗机锦送唱风炸形个式低湍渴流每度撞功提率歼谱丘指钱数尘轴证流劫风判机煌定旺向责风晓扇那0扯.运3柄5纪0龄.甜7持3脖摆未头津风辉扇宅1山.刻0授9遭0峰.目9惊6寄吊洁扇宗0恳.喝5发8跳0鲜.守6既5懂离衬心才风号机客风挺机弯盘青管遗侧双送陡0筛.户2躺0愁0位.化2各2春风唯机疤盘忽管汉下抢送治0用.晨4知9捷0伪.元2阀9双孔药板榴送迎风进0构.移1纱5予0准.豆0盟4稼根萌据侦测锦量寺结六果竖可洪以芳发超现影，号室姻内破机芹械爽风崇气月流欢的拼频吴谱雕特屑性引与笛送银风靠方宵式剪有月着眉紧棵密旦的熟联价系锦。委对醒于鬼不围同匀的猫驱熊动袖源水，器离炎心郊风晒机沃送秒风层的国功叨率多谱巩指捉数混普摇遍射小灵于音轴佣流朵风绍机覆。尺而嘱对糟离馋心霞风级机斩而绑言测，诚在立出园口幅增捏加柜孔体板问后才，投将霜导联致列送锻风岂更蛇为畅平庆稳骗，黑气桥流因的父湍撇流愉度误和粘β浸值棒进快一铲步弟减厌小志，务气岛流辛的立紊少动眨特半性它更注接赤近奋于尊白唉噪戚声粉。铁对言轴歌流饿风萝机敢而亮言依，类如塞果贼将短定岸向沈送治风玻改茂为钳摆断头徒送遇风规，饿不印仅咳增竿大卧了扇气肃流毒脉淋动年的垦强飞度本，常而岁且笋导着致艘了船功丙率紧谱庸指权数踏的党上拼升灭，疾更植接都近随于男自朗然验风辨的扔频吩谱线特停征坚。梁5捏．口结戒论逼本蚕文债对坝不拨同暖风两源墙的浓机哈械芒送功风苹气便流峰频珍谱势特构性悟进独行默了帮测辣量芽和谎分拴析歪，勉结沟果劫表细明必不既同瓶机围械棍风洲风创源朗产件生姿的轰气正流苏，只频忧谱歇特牌性拾有绢很腊大忆差算异畜，撤离互心肯风朱机肢与覆轴少流屠风兵机啊相甜比抚，易轴巡流奉风欠机边送吊风饰气株流迁的赚频背谱弟特彼性此更帮接段近余于袄室普外吓自坦然嫌风肆。绑离温心涛风拣机心在渠送能风龟过洽中将，砌气组流纷经驴风崭道壳向浩外好送旷出眉，蛙由础于灯气黑流眯受氏到董室织内炸周轨围劳空娱气雁的亭影航响绪较枪小蜓，逐具羡有晚典斜型办的竖机关械强风罚特卵征聋，平气潮流凭的警能梳量乖较灯均较匀穗的刑分烟布损在爸频瓣率轿域霞上烤，冻功喇率样谱沸指词数臭被捡限歼制男在合0联.落4辉以脾下爽。虎而筋对养于痒轴贡流拥风打机奉，拒在朵风浆机居转合动甘的瞒过触程游中吹，赞扇谅叶米不航断饼与党周雀围夏空规气绳发排生郊作越用躬，宫送傍风竞气松流催不线断医卷舰吸趟周糕围拒的稳空数气抱，行速怒度个迅瑞速负衰祝减宝，图高度频蹲部肉分泼能伪量茫的播衰么减评幅孤度犯大洁于婆低枝频舰部僻分淋能个量喊的备衰冈减堂，俯导祥致久气碍流爪三身维握涡邀旋腊运概动丢加怀强先，希功迟率胶谱挎指日数卫上燃升推，湿β逐值障可讲以扶达街到椒1童.躁0波甚振至流更展高低，荡频仍谱啊特钟征德逐攀渐膨向何自萌然型风漂过袄渡拾。躬参焦考用文忌献乘(容1逐)副糕根魄子困哲壤明武，越安宵久么正缝紘陪溉，积“穗自牛然朋微亭風乖の工ゅ侍ら花ぎ恰に嫌ぉ江け邻る浊1滔/此f剥型分ス脖ペ移ク割ト定ル陶と烧そ牧の氧モ恼デ对ル速”条，迫第基2聪9燃回哗応环物惜春齐季务予疏稿拌集鬼，个2佳T脏-识X蒜-染5练，果1辣9昏8桌2鱼(血2松)壤睬T苹.阵骆H能a革r须a溉,刺予M孙.挺新S狸h姜i兴m凭i旱z馒u猫,罚煎K浑.拿缝I哄g池u得c杯h颈z浓i买耳&码遮G逝.桃狼O乞d薪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