第八章 空调房间的气流组织
8-1 送风口和回（排）风口的气流分布规律有哪几种？对比分析三者各自的特点。 【答】 规律有三种，分别为：等温自由紊流射流、非等温自由射流、受限射流。
等温自由紊流射流：空气从喷嘴以较大的速度射入相对静止的空气中形成一股紊流射流，当送风口的长宽比小于10，并且周围房间的空间相对于射流断面大很多，气流流动不受任何固体壁面的限制时，这种条件下称的射流为等温自由紊流射流。射流与周围的气流进行动量、质量交换。射流轴线速度在一段长度内保持不变，然后随距离增大而减小。
非等温自由射流：区别于等温自由紊流射流的是送风温度与房间的温度不相同。送风温度高于室温的称为“热射流”；反之，称为“冷射流”。 射流与周围的气流不仅进行动量、质量交换，还进行热量交换。由于射流是温度与周围空气的不同，故而密度不同，会是射流轴线产生弯曲。热射流时，射流轴线向上偏斜；冷射流时，射流轴线向下偏斜。
受限射流（有限空间射流）：射流边界的扩展受到房间壁面的影响，不能自由的扩展。射流扩展时不断卷吸周围的空气，周围远处的空气必然要来补充，但由于壁面的影响，会产生涡旋现象。同时由于回流范围有限，是射流外逸，使得射流与回流合并形成大涡旋。
8-2 常用的全空气系统形式之一是“均匀布置送风口，回风口采用集中”，为什么此形式具有较强的实用性？
【答】 在回（排）风口流速分布图中，由vx?5%的等速面查的，在排风口的无因次距
v0离
xd0?1处，回（排）风口的速度衰减极快。回（排）风口的速度衰减块的特点，决定了它
的作用范围有限。因次，在研究气流组织时，主要考虑送风口出流射流的作用，兼考虑回（排）风口的合理位置。
8-3常见送风口形式有哪些？各自的应用范围和特点？
【答】（1）侧送风口：横向送出气流。优点：射程长、射流温度和速度衰减充分。常用侧送风口形式有：① 格栅送风口：应用普遍，用于一般的空调工程。② 单层百叶送风口：叶片活动，可根据冷热射流调节出风角度，用于一般的空调工程。③ 双层百叶送风口：叶片活动，内层对开叶片用于调节风量，外层叶片用于调节出流角度，用于较高精度的空调工程。④ 三层百叶送风口：有对开的叶片调节风量，又有水平、垂直叶片可调上下倾角射流扩散角，用于高精度的空调工程。⑤ 带出口隔板的条形送风口：常设于工业车间的截面变
化的均匀送风管上，用于一般的精度的空调工程。⑥ 条形送风口：常配合消声静压箱使用，常作为风机盘管、诱导器的出风口，适用于一般精度的民用建筑的可调工程。
（2）散流器：安装在顶棚上的送风口。送风和回风的射程均比侧送方式短，射流扩散好。其送风气流形式有：① 平送方式：在商场、餐厅等大空间中应用广泛。②下送方式：射流流程短，工作区有较大的横向区域温差，管道布置复杂，使用于少数工作区域保持平行流和建筑层高较大的空调房间。
（3）孔板送风口：空气经过若干小孔的孔板进入房间。射流扩散和混合效果好，混合过程短，温度和速度衰减快，因而工作区温度和速度分布均匀。适用于对区域温差和工作区风速要求不严格、单位面积送风量大、室温允许波动范围小的空调房间。
（4）喷射式送风口：射程远，系统简单，投资较省，一般能满足工作区舒适条件。适用于像体育馆、剧院、候车（机）大厅、工业厂房等高大空间的大型建筑。
（5）旋流送风口：气流一面旋转一面向周围空气扩散送出。混合和衰减效果好，常用灰尘量小的计算机放一类的地面送风。
8-4空调房间的气流组织形式有哪些？各自的能效特性和对室内环境的影响如何？ 【答】① 上送下回：送风有房间的上部（顶棚或墙壁上部）送入，回风口布置在房间下部。冬季运行时易使热风下降。顶棚孔板送风下部回风的系统，适用于温、湿度和洁净度要求高的洁净室。
② 上送上回：是常用的一种方式。可以将送、回风口全部集中布置在上部，且设吊顶，使管道安装，便于装潢。
③ 下送上回：置换送风是其中一种形式，其排风温度高于工作区的温度，具有一定的节能效果，而且室内的空气质量效果好。
④ 中送风：适用于高大空间，主要控制工作区温度，此方式节能，但是存在温度“分层”
现象。
8-5 已知某空调房间体积较大，天花板附近有一园筒形送风口，风口轴线与天花板平行。室内温度为26℃，送风速度为4m/s，送风口直径为0.4m。问在何种送风温度时可形成贴附射流流型？（注：Ar≤0.0097则可形成贴附）
【解】 由题意可得：室内温度为TN=299K，射流出口速度v0?4 m/s，送风口直径
d0?0.4 m，由教材（8.6）式得阿基米德数Ar?gd0(T0?TN)2v0TN
若要形成贴附射流，需Ar?0.0097 即T0?20.0097v0TNgd00.0097?42?299?TN??299?310.8 K
9.8?0.4t0?37.80C
故当送风温度不大于37.80C时可形成贴附射流流型。
8-6 已知某空调房间宽8m，高3m，送风口和回风口位于同一面墙上，采用直径为0.2m的园筒形送风口，安装高度为2.5m，水平安装。若送风温差很小，送风口平均风速为4m/s，试求：
（1） 工作区的最大平均风速；
（2） 第一邻界断面至送风口的水平距离。
（3） 若该房间高5m，喷口安装在距地3m高处，假定送风射流可满足工作区风速
Vg≤0.3m/s.问送风可达射程X应为多少？
【解】 ⑴ 求工作区最大平均风速：
由题意已知射流出口速度v0?4 m/s，送风口直径d0?0.2 m，垂直于射流的空间断面面积为Fn?3?8=24 m2。
由教材（8-7）式
vnv0?Fnd0?0.69得
vn?0.69v0d0Fn=0.69?4m/s?0.2m24m2=0.11 m/s
（2）第一临界断面至送风口的水平距离x0
房间高度H=0.7 m，送风口高度h为2.5m，由于h≧0.7H，所以认为其为贴附射流。查教材表8.1对于圆断面射流圆管喷嘴紊流系数??0.076
当x?ax0Fn?0.1时，其为第一临界断面，得x0?x0.1?24Fn??6.45 m a0.076（3）当房间高度为5m，喷口距地3米处时，h<0.7H,可近似认为其为全射流。 对于全射流，当x0?流平均流速达到最大值。
ax00.5Fn?0.2时，其断面为第二临界断面，在第二临界断面处回
则送风可达射程x0?x0.2?0.5?8?50.5Fn??11.77 m a0.0768-7 一个面积为6×4=24m2，高度为3.2m的空调房间，室温要求20±0.5℃，工作区风速不得大于0.25m/s，夏季显热冷负荷为5400kJ/h，试进行侧送风的气流组织计算。
【解】 ① 定送风口类型，确定射程。
由于室温要求20±0.5℃，空调精度要求较高，由教材8.2选定送风口形式为三层活动百叶送风口，由教材表8.1知其紊流系数??016。
风口布置在房间宽度方向上，射程x?A?0.5?6?0.5?5.5 m ② 选定送风温差，计算送风量并校核换气次数。
0由表3.1选送风温差?t0?5C，所以
L?Q?c?t0?5400kJ/h1.2kg/m?1.01kJ/(kg?C)?5C300?891 m3/h
n?③ 确定送风速度。
LABH?891m3/h6m?4m?3.2m?11.6 次/h>8 次/h，合理。
为防止噪声的要求，送风速度应限制在2~5m/s，现假定送风速度?0?3.5m/s，得
Fnd0?53.17H?B??0L?53.173.2m?4m?3.5m/s891m/h3?11.9
Fn则有送风速度?0?0.36?0.36?11.9?4.28 m/s，因为?0?3.5 m/s?4.28 m/s，且满
d0足防噪音要求2~5m/s，所以取?0?3.5 m/s
④ 确定送风口数目。
考虑到空调精度要求较高，因而轴心温差?tx取为空调精度的0.6倍，即
?tx?0.6?0.50C?0.30C
?tx?t0Fnd0?0.714
由教材图8.12查得无因次距离x?0.32，所以送风口数目为