有效置换通风的最优通风率
流体动力学
2021-04-09 v1 计算物理
物理与社会
摘要
室内通风对于健康舒适的生活环境至关重要。一个关键问题是排出人为空气污染，例如 CO2 气体，或更严重的空气传播呼吸道飞沫。在此，我们通过直接数值模拟，研究了换气次数（ACH）在 1 到 10 这一实际范围内的机械置换通风。对于该通风方案，在温暖的上层区域下方建立凉爽的下层区域，其界面高度 h 依赖于 ACH。对于弱通风，我们发现界面高度 h ~ ACH^{3/5} 的标度关系，正如 Hunt & Linden（Build. Environ., vol. 34, 1999, pp. 707-720）所提出。此外，在此区间内 CO2 浓度随 ACH 下降。然而，对于过强通风，界面高度 h 对 ACH 变得不敏感，且 CO2 浓度保持不变。我们的结果与“更强气流更有助于去除污染物”的普遍看法相反。我们阐明了支配低 ACH 与高 ACH 区间之间转变的物理机制。它由来自进流的动能、来自稳定分层层的势能以及由阻力引起的能量损失的相对强度决定。我们的发现为优化置换通风提供了基于物理的准则。
引用
@article{arxiv.2104.03363,
title = {Optimal ventilation rate for effective displacement ventilation},
author = {Rui Yang and Chong Shen Ng and Kai Leong Chong and Roberto Verzicco and Detlef Lohse},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.03363},
year = {2021}
}
备注
10 pages, 5 figures