用于不銹鋼球形噴口風(fēng)量測(cè)量的風(fēng)量罩結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

    在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中，風(fēng)量測(cè)量的目的是為了檢測(cè)工程施工的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在各區(qū)域的風(fēng)量能否滿足設(shè)計(jì)和使用的要求。而在風(fēng)口處進(jìn)行風(fēng)量測(cè)量能直接反映實(shí)際控制區(qū)域的通風(fēng)情況，風(fēng)口風(fēng)量的準(zhǔn)確測(cè)量能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效節(jié)能運(yùn)行，同時(shí)達(dá)到精確控制室內(nèi)環(huán)境的目的。本文針對(duì)風(fēng)口為不銹鋼球形噴口的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，基于提高球形噴口風(fēng)量測(cè)量精度的目的，采用數(shù)值模擬的方法對(duì)風(fēng)量罩測(cè)量進(jìn)行研究，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。本文的主要研究工作如下：
    (1)基于現(xiàn)有風(fēng)量罩與球形噴口實(shí)際尺寸建立風(fēng)口風(fēng)量測(cè)量的物理模型，根據(jù)測(cè)量過(guò)程的氣流流動(dòng)特性，選用合適的湍流模型和邊界條件，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值模擬計(jì)算模型的正確性。
    (2)基于驗(yàn)證后的數(shù)值模擬計(jì)算模型，對(duì)現(xiàn)有風(fēng)量罩測(cè)量球形噴口風(fēng)量的過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到罩體內(nèi)的流場(chǎng)分布特性以及測(cè)量誤差情況，分析產(chǎn)生風(fēng)量測(cè)量相對(duì)誤差的原因。研究表明風(fēng)量罩測(cè)量球形噴口風(fēng)量誤差的主要原因來(lái)源于現(xiàn)有風(fēng)量罩結(jié)構(gòu)的不合理，導(dǎo)致基座段的測(cè)量斷面速度分布不均勻，測(cè)量測(cè)點(diǎn)無(wú)法準(zhǔn)確表達(dá)實(shí)際測(cè)量值，從而導(dǎo)致出現(xiàn)較大的測(cè)量誤差。
    (3)通過(guò)正交試驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)合的方法，對(duì)球形噴口風(fēng)量測(cè)量進(jìn)行風(fēng)量罩結(jié)構(gòu)參數(shù)的正交試驗(yàn)，研究各結(jié)構(gòu)參數(shù)影響球形噴口測(cè)量誤差的權(quán)重。研究表明不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)球形噴口風(fēng)量測(cè)量精度的影響權(quán)重順序?yàn)榛睆秸煮w長(zhǎng)度罩口直徑，因此設(shè)計(jì)合適的風(fēng)量罩基座直徑是提高球形噴口風(fēng)量測(cè)量精確度的關(guān)鍵。
    (4)根據(jù)罩體結(jié)構(gòu)參數(shù)影響球形噴口測(cè)量誤差的權(quán)重順序，基于提高風(fēng)量測(cè)量精度的目的優(yōu)化設(shè)計(jì)風(fēng)量罩結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過(guò)不同球形噴口在不同風(fēng)量罩結(jié)構(gòu)參數(shù)下的數(shù)值模擬，根據(jù)測(cè)量相對(duì)誤差指標(biāo)以及各測(cè)點(diǎn)速度均勻性指標(biāo)的變化規(guī)律，研究提高球形噴口風(fēng)量測(cè)量精度的風(fēng)量罩結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)要求。
    研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)設(shè)計(jì)的風(fēng)量罩結(jié)構(gòu)在測(cè)量斷面的測(cè)點(diǎn)速度均勻性指標(biāo)大于0.8時(shí)，風(fēng)量測(cè)量相對(duì)誤差指標(biāo)基本趨于[-3%，3%]，測(cè)量結(jié)果的精度高，該結(jié)構(gòu)下的風(fēng)量罩能準(zhǔn)確測(cè)量不銹鋼球形噴口的風(fēng)量。