临街建筑开窗下街谷气流及污染物扩散的研究

【目的】为了探究城市典型街谷-临街建筑污染的街谷-开窗耦合作用。【方法】基于机动车现场实测和CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟的方法,研究临街建筑开窗情况下街谷内及室内空气流动和污染物的分布规律。【结果】结果表明:临街建筑外壁面开窗因其对周围气流产生扰动而使街谷内涡旋流动有所增强,在建筑背风面和迎风面的窗口附近形成了多个不规则的气流小涡旋,各层局部风向和风速改变各异;背风侧临街建筑湍流强度受开窗情况的影响比迎风侧建筑更加明显,1-4层比未开窗增加达20.6%;室内污染物浓度逐层变化与室外街谷污染物分布大体一致,背风建筑室内污染物浓度远高于迎风面建筑;背风建筑室内污染物浓度随楼层增高不断降低,1-4层污染物占到总污染的43.7%,迎风建筑室内污染物浓度沿楼高并未呈现逐层降低的单调趋势,而是先减小,在建筑中位层附近最小,随后在窗口扰动和街谷环流漩涡的共同作用下,污染物浓度再逐层增大。街谷-开窗建筑整场求解克服了模拟临街建筑的入流水平设置与实际工况的不符,较好地解决了开窗位置复杂涡旋边界设置及湍流逐层各异的难题。

露天堆场防风抑尘网的动力学数值模拟

开放性露天堆场的散尘是大气颗粒物的重要来源.来流空气在棱形物料堆的上部绕流,使其表面的空气流动结构逐点不同,而料堆表面的空气动力学结构又决定着堆场的散尘机理及散尘量.分析了典型单一棱形料堆周围空气湍流结构,并应用三维标准k-ε紊流模型对其流场进行了数值模拟;计算了来流方向抑尘网前后不同断面处风速的垂直分布;分析了不同孔隙率(0、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6和1.0)抑尘网后料堆迎风面和背风面沿高度方向、平顶面沿水平方向的剪切应力特性和分布规律.结果表明:抑尘网前3倍网高距离处的风速较无网工况(孔隙率为1.0)略有减小,降幅随孔隙率增大而减小,孔隙率为0时最大降幅为5.1%;网前2倍网高距离处与抑尘网之间区域的风速廓线与无网工况相差甚远,孔隙率为0时近网区域风速最高降幅达92.8%.抑尘网和料堆迎风面之间区域,从地面至网顶高度,不同孔隙率抑尘网工况下的风速均较无网工况小,最小处为无网工况风速的18.5%;抑尘网以上区域的风速较无网工况的大,最大处为无网工况风速的128.0%,并且差距随抑尘网孔隙率的减小而增大.料堆剪切力分布显示,其迎风面和平顶面为主要散尘面,背风面被涡旋卷起的扬尘量较前两者小得多.防风抑尘网的设置改变了料堆周围空气的流动结构和受力分布,对不同孔隙率的抑尘网数值模拟结果可知,0.2和0.3为最佳孔隙率.

露天堆场防风抑尘网后湍流结构及抑尘效率的数值模拟

建立了开放性露天堆场周围空气流动的三维数学物理模型，选择应用标准k-ε紊流模型进行了静态流场的数值模拟；分析了典型棱形堆迎风面、平顶面和背风面周围空气的湍流结构和表面受力特性；基于流场数据揭示了防风抑尘网不同孔隙率下空气动力学结构的分布规律.结果显示：物料堆平顶面剪切力随孔隙率增大而增大；料堆迎风面在孔隙率较小时出现局部涡流，表面剪切力方向向下，孔隙率较大时，网后空气垂直方向压差作用显著，表面剪切力方向向上；背风面始终处于回流区，表面剪切力和回流点数随孔隙率大小变化不显著.综合流场结构和受力分布可得最佳孔隙率为0.2-0.4.该研究中对物料堆逐个表面进行空气动力学模拟可以避免由于剪切力方向不同产生矢量抵消而带来的计算失真.

湿空气在肋片表冷器上的传热传质及肋片效率

分析了肋片式表冷器在湿工况下的传热传质过程 ,认为表冷器对空气进行冷却减湿过程中不遵循路易斯关系式 ,推导出在湿工况下的冷却能力及肋片效率 ,计算表明当肋表面出现凝结时 。

地下建筑壁面动态传热的数值分析研究

基于地下建筑的传热机理 ,建立了深埋地下建筑壁面动态传热的数学模型 ,在边界条件的处理上引进了反应系数 ,使动态问题得以解决 ,依据建立起的传热微分方程及边界条件 ,编制了相应的计算机程序 ,应用此程序对地下厂房的热工环境进行了模拟 ,计算出洞室全年壁面吸放热量以及全年逐日出口温度 。

《空调用制冷技术》课程体系与教学模式的研究

加强学生制冷技术基本理论科学训练,培养学生冷源系统设计实际工作能力是空调用制冷技术授课教师所面临的课题之一。论述了空调用制冷技术课程教学体系的规划与教学模式的构建,对课程的教学体系、教学方法、教学设计、教学平台建设等方面的改革进行了探讨,以实现优化空调用制冷技术专业课教学资源,完善综合性、设计性、集教学与科研为一体的教学平台,探索以培养建筑环境与设备工程专业创新型人才为目标的专业课教学模式。

基于流固耦合解析地下建筑动态传热

流固耦合是地下建筑内空气与壁面的换热特性,空气温度和壁面温度互为热传导和对流换热的边界条件。本文解析了地下建筑内空气与壁面的传热特性,建立了深埋地下建筑动态换热的数学物理模型,引入单位脉冲反应系数,编制了计算机程序,应用程序对某地下建筑的动态换热进行了数值模拟;分析了通风量、进风温度和建筑形状对壁面传热的因素,结果对地下建筑通风空调设计提供了一些参考意见。

离心式制冷压缩机的喘振与防喘振措施

介绍了离心式压缩机工作原理以及发生喘振的机理,描述了喘振的运行状态对制冷机组的危害,在理论研究的基础上通过详细的实际分析,提出了保证机组运行可靠的有效途径,对于离心式冷水机组具有较好的节能效果。

建筑冷热源课程混合式教学模式探索与实践

建筑冷热源是建筑环境与能源应用工程专业核心课程,通过课程学习使学生能够掌握建筑冷热源的基本理论、设计方法和独立解决复杂冷热源工程问题的能力,为专业培养目标的达成提供重要支撑。研究从教学实践入手,分析了建筑冷热源课程的教学特点;从教学内容与计划学时的矛盾、培养目标与授课方式的局限,分析了原有课程教学方式与实施过程难以满足新工科背景下人才培养需求的现状;从教学内容重构、线上线下融合以及教学评价多元化方面提出了相应的改革对策。基于互联网助力的混合式教育解决方案,是推动教育快速高质发展、促进教育事业进步的有效途径。研究依托雨课堂平台构建的线上线下混合式教学模式,对建筑冷热源课程进行教学改革与探索,将课程体系整合为五大模块,并对其进行浓缩重构;通过线上线下相结合教学,以线上预习发布、线下讲授与线上测试、课后答疑与拓展等方式,实现细化线上知识点与线下能力培养的融合;改革传统评价机制,采用多元化的考核方式。通过改革探索了建筑冷热源课程混合式教学培养体系主要路径,锻炼和培养了学生自主学习能力,可为加强学科建设和深化核心课程教学改革提供参考与借鉴。

高等植物、燃煤和机动车排放正构烷烃特征分析

采集高等植物、煤烟尘和机动车尾气尘样品,利用GC-MS测定正构烷烃,分析了其源成分谱组成和排放特征.结果表明,高等植物、煤烟尘和机动车尾气尘正构烷烃总含量分别为47.78—305.56μg·g-1、0.35—20.94μg·g-1和3.87—351.06μg·m-3.煤烟尘以低碳数(≤n-C20)为主,高等植物以高碳数(≥n-C25)为主,而机动车尾气尘则介于上述二者之间(n-C20—n-C25);主峰碳对总烷烃浓度贡献率平均为42.99%、14.99%和20.69%,高等植物排放总烷烃中主峰碳贡献率明显高于化石燃料燃烧排放.植物蜡质烷烃组分随环境压力的增大总含量增加;同一纬度地区植物类型是影响平均碳链长度(ACL)的重要因素.家用燃煤排放正构烷烃高于工业排放,但各燃煤灰中烷烃分布特征相似,呈前峰型分布.柴油车尾气尘中总正构烷烃含量是汽油车的90.71倍,天然气尾气尘烷烃排放水平介于二者之间;柴油车尾气以n-C22为主峰碳,呈正态分布,而汽油和天然气车呈后峰型;天然气和柴油车尾气中未分解复杂混合物(UCM)丰度明显高于汽油车.各类源正构烷烃成分谱的建立,可为准确解析环境空气中正构烷烃来源提供基础依据.

太原市PM_(10)及其污染源中碳的同位素组成

通过采集太原市PM10及其主要源(煤烟尘、机动车尾气尘、土壤风沙尘)样品,结合离线分步加热氧化法和同位素质谱仪测定了颗粒物中有机碳(OC),元素碳(EC)和总碳(TC)的同位素组成,并探讨了太原市PM10中碳的来源.结果表明,太原市冬季、春季PM10中OC、EC和TC的碳同位素组成分别是-34.7‰、-23.5‰、-23.9‰和-30.5‰、-23.1‰、-23.9‰;煤烟尘中OC、EC和TC的碳同位素组成分别是-26.5‰、-23.2‰、-23.6‰,土壤风沙尘分别为-24.6‰、-14.1‰、-17.3‰,汽油车和柴油车尾气尘分别为-27.7‰、-25.5‰、-27.0‰和-25.7‰、-24.3‰、-24.8‰.EC和TC的同位素组成是区分土壤风沙尘较好的标识指标,TC的同位素组成是汽油车尾气尘较好的标识指标;利用二元复合计算公式结果显示土壤风沙尘中OC、EC占TC的百分含量分别为30%、70%;煤烟尘中OC、EC占TC的百分含量分别为11%、89%;汽油车尾气尘中OC、EC占TC的百分含量分别为78%、22%,柴油车尾气尘中OC、EC占TC的百分含量分别为36%、64%;太原市PM10中的TC和EC主要来源于煤烟尘,OC少部分来源于机动车尾气排放,另外还有其他的重要贡献源.

焦化厂区环境空气中多环芳烃的气固分布特征

采集山西省4个典型焦化厂区环境空气中气态和颗粒态样品,通过GC-MS测定美国环保局优控的16种多环芳烃(PAHs).焦化厂区16种PAHs质量浓度之和在3.739 6～18.161 0μg·m-3之间,且随着焦炉高度的增大而减小,其中特征污染物苯并(a)芘质量浓度在0.008 9～0.099 8μg·m-3之间.气相PAHs均值中萘和菲质量浓度较高,苯并(ghi)苝质量浓度最低;颗粒相中苯并(b)荧蒽质量浓度最高,蒽质量浓度最低;总PAHs中气相质量浓度较高,质量分数为87.2%.故应采取措施监控炼焦过程中萘和菲的排放.对PAHs的气固分配系数与液相饱和蒸汽压进行相关性分析,二者相关系数R2=0.95,斜率mr=-0.52,表明吸收机制是焦化厂区环境空气中PAHs在颗粒物上附着的主要原因.

晋城市区空气中PM_(10)的化学组成特征

可吸入颗粒物（PM10）来源广,成分复杂,控制难度大,已逐步成为我国许多大中城市的首要空气污染物,对人体健康、环境、气候和大气能见度等可造成严重的危害.国内外研究发现不同城市PM10化学组成与其城市定位显著相关.晋城市作为全国重要的重工业煤炭基地,明确空气中PM10的化学组成和主要来源,是从根本上控制污染物排放的前提,

太原市采暖期PM_(10)中PAHs的碳同位素组成及源贡献率

在太原市7个点位采集采暖期PM10样品,用气相色谱-同位素质谱仪测定环境空气PM10和污染源(煤烟尘和机动车尾气)中9种多环芳烃(PAHs)的碳同位素组成(δ13C),并根据碳同位素质量平衡原理定量环境空气PAHs的源贡献率.结果表明:煤烟尘中PAHs随环数增加贫13C,机动车尾气中PAHs随环数增加富13C;各点位PAHs的δ13C值差别不大,变化趋势与煤烟尘基本一致,煤烟尘是城市PAHs的主要污染源;煤烟尘对各点位荧蒽和苯并[a]蒽的贡献率都大于机动车尾气,对的贡献率与机动车尾气相当,煤烟尘是各点位荧蒽和苯并[a]蒽的主要来源,是二者共同作用的结果;煤烟尘和机动车尾气对全市环境空气中荧蒽、苯并[ghi]荧蒽、苯并[a]蒽和苯并[b+k]荧蒽贡献率比都约为7:3,太原市环境空气PAHs污染属于煤烟尘和机动车尾气的复合污染.

太原市工、商业区PM_(10)中PAHs碳同位素组成及来源

利用中流量大气综合采样仪采集太原市工业区和商业区PM10样品,使用GCIRMS技术分析了PAHs的δ13C值(碳同位素组成),并根据碳同位素质量平衡计算了煤烟尘和机动车尾气对2类功能区的贡献率.结果表明:工业区PM10中PAHs的δ13C值在-26.0‰～-24.5‰之间,随环数增加呈贫13C趋势,与煤烟尘δ13C值的变化趋势一致,表明煤烟尘是工业区的一个主要污染源;商业区PAHs的δ13C值在-26.6‰～-26.2‰之间,较工业区显著贫13C,商业区与工业区的污染源有明显差异;除机动车尾气和煤烟尘外,工业区和商业区还有其他污染源输入,其中工业区有生物质燃烧排放输入,商业区有机动车曲轴箱润滑油残渣输入;煤烟尘和生物质燃烧对工业区的贡献率分别为59.3%～70.8%和29.2%～40.7%,表明工业区煤烟污染严重;机动车对商业区PAHs的贡献率在86.1%～95.8%之间,是商业区PM10中PAHs的主要排放源,其中润滑油残渣的贡献率(在40.9%～85.3%之间)最大,机动车尾气的贡献率在8.3%～54.9%范围内,而煤烟尘的贡献率(在4.2%～13.9%之间)最小.

建筑冷热源核心课程群培养体系构建

教学内容滞后、教学方法与教学平台狭窄是建筑冷热源课程群培养体系社会效益不显著的重要原因。建筑节能大背景下,建筑冷热源课程群应培养建环专业学生的节能意识。文章在分析建筑冷热源培养目标的基础上,从教学体系的模块划分、研究型教学方法以及教学设计的探索等方面提出了构建建筑冷热源核心课程群培养体系的主要路径,旨在为加强学科建设和深化教学改革提供参考与借鉴。

燃煤锅炉烟尘颗粒物中PM_(2.5)排放规律研究

为澄清发电厂和工业锅炉联合除尘设备的烟尘排放特征,特别是PM2.5排放规律,选取太原市6台不同类型、容量和除尘方式的燃煤锅炉,采用激光粒度分析仪对采集的烟尘（颗粒物）进行粒径测定,讨论分析PM2.5的排放规律。结果表明,除尘设施前后颗粒物分布规律不同,除尘器前PM2.5呈单峰分布,最大峰值为60-70μm;除尘器后PM2.5呈多峰分布,最大峰值为12-17μm;除尘设施对粒径较大颗粒物的去除率明显高于细颗粒物,对细小颗粒物的除尘效率随锅炉容量的增大而增大;电袋复合除尘器对PM2.5去除率最高,其次为布袋除尘器、静电除尘器;太原市燃煤锅炉PM2.5排放因子范围为0.06-0.52kg/t,锅炉负荷越大,除尘率越高,PM2.5排放因子越小。研究结果可为山西省煤烟尘污染控制提供重要的数据支撑,为获知影响燃煤锅炉烟尘颗粒物中PM2.5排放的因素及采取相应技术提供了理论依据。

内置格栅诱导通道的太阳能通风墙性能

提出一种利用太阳能和风能实现室内自然通风的新型内置格栅诱导通道的太阳能通风墙模型,通过三维数值模拟研究在不同室外风速和太阳辐射强度下结构参数对其通风性能的影响.结果表明,内置格栅诱导通道可以有效利用室外风形成对太阳能通风墙主通道内气流的诱导作用而强化自然通风;该太阳能通风墙通风量随格栅间距与格栅高度比值的增加先增大后减小,存在最佳比值使通风量最大;随着风诱导通道宽度与主通道宽度比值的增加,不同室外风速下的通风量均呈先增大后减小的变化趋势.

能耗模拟在建筑节能改造中的运用研究与讨论

可持续发展与节约型社会对建筑节能提出了新的时代要求,针对既有建筑进行节能改造,是开展节能工作的重要内容。结合某科技馆建筑节能改造工程,引入时下较为典型的能耗模拟软件Energy Plus,对建筑工程动态冷热负荷进行模拟。实践证明,Energy Plus能耗分析软件能够准确反映建筑动态负荷变化特征,能够较为真实的反映建筑围护结构耗热量状况,其实际应用作用及效果突出。

热电厂供热输送干线最大温差循环次数的研究

温度波动性的参数表征对有效预测管道疲劳循环次数至关重要。目前对管道疲劳次数的小温差循环解析以天数为单位近似取值。提出了基于整个供暖季连续运行温度界定小温差循环。采集了山西省8个典型热电厂5个供暖季管网的热工参数,通过连续运行温度得出小温差等效温差循环次数;以管网事故循环次数为调查统计样本获得大温差循环次数。综合大小温差循环次数得到允许应力不超过960 MPa,大于现行规程规定的750 MPa,由于供暖季连续运行温度取值剔除了某些以天数为单位的非循环小温差,扩大了临界应力范围,为管件疲劳分析提供数据。