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婴儿躺卧场景下个性化通风实验研究

婴儿躺卧场景下个性化通风实验研究

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作者：贺云龙上海交通大学

学位级别：硕士

本文通过实验研究综合分析了婴儿躺卧场景下个性化通风系统的性能表现。研究的主要目的包括寻找最优的个性化通风策略,分析婴儿热羽流的特点及影响,并比较个性化通风与传统混合通风的优劣。研究中采用与真人婴儿具有相似的几何尺寸和产... 详细信息

本文通过实验研究综合分析了婴儿躺卧场景下个性化通风系统的性能表现。研究的主要目的包括寻找最优的个性化通风策略,分析婴儿热羽流的特点及影响,并比较个性化通风与传统混合通风的优劣。研究中采用与真人婴儿具有相似的几何尺寸和产热能力的暖体假人进行实验,同时建立了一套散流器高度与送风流量均可调节的个性化通风系统,以便测试不同的通风策略,并将其与织物风管通风系统进行对比。研究采用风速仪和热电偶分别采集风速和温度数据,在此基础上定量分析婴儿呼吸区的气流分布。通风有效因子和空气年龄则借助示踪气体进行测量与计算。实验中婴儿热羽流的最高速度约为0.094 m/s,最高温度为27.5℃。当送风流量为3 l/s时,有热羽流的婴儿假人口部上方风速为无热羽流情景的67.8%,通风有效因子为无热羽流的87.2%。热羽流的存在明显削弱了通风效果。研究中共测试了5种不同的送风流量,包括3 l/s、5 l/s、7 l/s、9 l/s和11 l/s,测试了3种不同的散流器相对高度,包括50 cm、70 cm和90 cm。实验结果表明,当流量小于3 l/s时,送风很难穿透热羽流。但当流量大于7 l/s时,热舒适性将受到挑战。综合考虑热舒适性和通风效果,我们认为L2方案是个性化通风的最佳方案,即送风量为5 l/s,扩散器相对高度为50 cm。本例中呼吸区空气年龄为28.0 min,通风有效因子为2.46,最大吹风感为20.1%。与混合通风相比,个性化通风对污染物的稀释效果更好。当污染源在婴儿床外时,通风效果排名为40 l/s混合通风≈11 l/s个性化通风＞11 l/s混合通风＞无通风。当污染源在婴儿床内时,通风效果排序为11 l/s个性化通风＞40 l/s混合通风＞11 l/s混合通风＞无通风。为达到相同的通风效果,个性化通风至少可以节省70%的风量,所需能耗也因此大大降低。

关键词：个性化通风躺卧婴儿暖体假人织物通风

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