自然通风下教室CO2体积分数的实测与模拟

将某高校教室作为研究对象，实测过渡期室内CO₂体积分数随时间的变化。采用Airpak软件，模拟过渡期自然通风条件下（课间门窗开启）室内空气温度、CO₂体积分数的分布。由实测结果可知：室内CO₂体积分数大多数时间均超过1 000×10^-6,CO₂体积分数上升速率与人员密度成正相关。由模拟结果可知：1.1 m高度截面的温度，随门窗开启时间的延长而下降。教室前后部室内温度的下降速率明显高于人员密集区域。1.1 m高度截面的CO₂体积分数，随门窗开启时间的延长而下降。门窗开启10 min时，教室平均CO₂体积分数为1 073×10^-6。自然通风可有效降低室内CO₂体积分数。     

基于示踪气体法的车内新风量计算方法研究

基于示踪气体法，利用人体产生的CO₂作为示踪气体，在测量乘用车内CO₂体积分数的基础上，分别采用差分法、稳态法、非线性回归法计算车内新风量，讨论计算方法的实用性。同一计算方法下，当车速一定时，车内新风量随着风扇档位升高而增大。当风扇关闭时，新风量基本随着车速的增大而增大。相同工况下，3种方法计算的新风量不一致，差分法的计算结果最小，非线性回归法的计算结果最大，稳态法的计算结果居中。随着风扇档位升高，差分法与稳态法计算结果的差距减小。非线性回归法的计算结果明显高于其他两种方法，尤其是在风扇开启时。对于非线性回归法，当风扇开启时，不论车速高低，车内CO₂体积分数实测值与回归值拟合程度均比较差。当风扇关闭时，不论车速高低，车内CO₂体积分数实测值与回归值拟合程度均比较好，且车速越低拟合程度越好。非线性回归法适用于车辆低速且风扇关闭工况。对于差分法，时间间隔对车内新风量的计算结果没有明显影响。对于稳态法，车内稳态CO₂体积分数对车内新风量的计算结果影响显著。差分法的重现性好，准确度高。     

夏热冬冷地区过渡季地铁车站空气环境测试及通风空调系统运行策略研究

基于成都市2个地铁站的实测结果,分析了在过渡季地铁车站机械通风的运行现状、站内热湿环境和空气品质。分析结果发现,在过渡季仅靠机械通风均可满足地铁站内的热湿环境要求。地铁车站的平均温度基本维持在22～25℃,相对湿度稳定在40%～70%。公共区CO₂体积分数基本处于(400～1 000)×10^-6之间,均满足GB 50157—2013《地铁设计规范》的要求。测试结果表明地铁站内新风存在过度引入,造成部分能源浪费。基于分析结果提出了适用于夏热冬冷地区过渡季地铁车站通风空调系统在运行阶段可行的节能方案,以达到节能的目的。     

多孔陶瓷板催化燃烧炉窑特性研究

基于催化堇青石蜂窝陶瓷板研制完全预混循环水冷燃烧器,应用于天然气催化燃烧炉窑系统。在炉门开启工况下,研究炉窑的一次点火升温曲线、陶瓷板表面温度分布及过剩空气系数对炉窑污染物排放的影响。在炉门关闭工况下,研究输入功率对炉窑污染物排放、辐射热流量、辐射效率的影响。燃烧器的一次点火升温经历气相燃烧—火焰吸附—缓慢升温—稳定燃烧4个阶段,通过选用适当热导率的多孔介质可以缩短燃烧器的点火升温时间。炉门开启阶段,随过剩空气系数增加,燃烧器壁面垂直温度梯度逐渐减小,催化陶瓷板表面平均温度先增后减,当过剩空气系数为2.0时,垂直温度梯度为0.3 K/cm,表面平均温度达到最大值973 K。炉门开启阶段,CO、NO_x体积分数随过剩空气系数增加而增大,当过剩空气系数为2.1时,CO、NO_x的最大体积分数分别为10×10^-6和14×10^-6,CH₄体积分数始终为0。炉门关闭阶段,随着炉窑输入功率增加,CO、NO_x、CH₄体积分数逐渐降低,最大体积分数分别为...     

城市公交车非空调工况下CO2及PM2.5污染暴露特性

为研究城市公交车内污染物扩散特性,在2021年3月进行了大连市内某公交车非空调工况下平峰及高峰时期的内部环境现场实测,分析了气象参数及空气污染情况并分析公交车内人流量、温湿度、CO₂浓度以及颗粒物污染的分布规律及人员颗粒物暴露水平,采用Pearson相关和偏相关值达到方法分析影响公交车污染物的主要因素。结果表明：早高峰时段42.9%的时间车内CO₂浓度超过标准值最为严重,最高值达到2 018 ppm,平峰和晚高峰的超标占比分别为15.6%和34.0%。不同于CO₂浓度,颗粒物的超标现象不显著,车内PM_2.5平均质量浓度12.16μg/m³,未超过低于国家标准二级浓度限35μg/m^3[16],人数变化是影响车内CO₂与PM_2.5浓度的主要因素。本文的研究为城镇居民出行规划和公交车环境调控提供了基础与依据。     

北京大兴国际机场航站楼过渡季新风系统运行策略调适与优化

北京大兴国际机场航站楼核心区内区新风系统设计采用新风机组+全空气处理机组组合的方式进行新风供应。经实测发现，过渡季时室内新风量严重不足，室内效果无法达到设计预期。针对这一问题对机组运行方式展开调适优化并进行分组实测，验证不同运行模式下的室内CO₂浓度，分析结果表明，过渡季新风系统新风量不足是其设计策略导致的。同时根据分析结果对过渡季新风系统运行策略进行修正，并得到了不同区域变频新风机组(OAU)和空调机组(AHU)运行频率的搭配。在该运行模式下，过渡季新风系统既可以满足室内需求，又兼顾节能效果，为后续北京大兴国际机场过渡季OAU-AHU新风系统的实际运行提供了运行依据。     

二氧化碳对乙烷燃烧着火延迟时间的影响

采用0XYMECH燃烧模型,在温度保持1250 K时,模拟研究不同当量比、压力条件下,二氧化碳对乙烷着火延迟时间的影响(包括化学影响、物理影响以及化学影响和物理影响的综合影响)。引入着火延迟时间变化率,量化二氧化碳对乙烷着火延迟时间的影响。贫燃工况:80~.1000 kPa压力范围内,CO₂化学影响和物理影响的综合影响对乙烷的着火有抑制作用,且抑制作用随压力增大而增强并趋于稳定。80~338 kPa压力范围内,CO₂的化学影响对乙烷的着火有促进作用,且促进作用逐渐减弱。339~1000 kPa压力范围内,CO₂的化学影响对乙烷的着火有抑制作用,且抑制作用逐渐增强并趋于稳定。80~1000 kPa压力范围内,CO₂的物理影响对乙烷的着火有抑制作用,且抑制作用对压力不敏感。当量工况:80~1000kPa压力范围内,CO₂的物理影响以.及化学影响和物理影响的综合影响对乙烷的着火有抑制作用,且抑制作用逐渐增强并趋于稳定。80~1000 kPa压力范围内,CO₂的化学影响对乙烷的着火有促进作用,且促进作用逐渐减弱并趋于稳定。富燃工况:80~1000kPa压力范围内,CO₂的化学影响和物理影响的综合影响对乙烷的着火随着压力增大先是有短暂且微弱的促进作用,然后变为稳定的抑制作用,且抑制作用不明显。80~1000 kPa压力范围内,CO₂的化学影响对乙烷的着火有促进作用,且促进作用逐渐增强。80~1000kPa压力范围内,CO₂的物理影响对乙烷的着火有抑制作用,且抑制作用逐渐增强。     

超临界CO2吸附效应对页岩地层井壁稳定影响研究

当利用超临界CO₂作为钻井液钻进页岩地层时，井壁稳定是重点关注问题。超临界CO₂与页岩相互作用复杂，而对于超临界CO₂吸附效应对超临界CO₂开发页岩油气资源过程中的井壁稳定性影响则研究较少。本文将超临界CO₂吸附效应对页岩变形和力学性质影响纳入到超临界CO₂渗流的多物理场耦合过程中，在超临界CO₂运输特性和热力学特性的基础上，构建考虑吸附效应的超临界CO₂钻井多物理场耦合井壁稳定模型。基于有限元数值计算方法，分析超临界CO₂钻进过程中的地层温度、孔隙压力和地层应力的时空分布规律，研究超临界CO₂吸附效应对井壁稳定性的影响。结果表明：超临界CO₂吸附效应引起的固体变形对地层温度和流体渗流没有明显影响；吸附效应对应力分布具有显著影响，吸附应变会使应力值增大，而吸附对弹性模量的影响则会使应力值降低；忽略吸附应变会小幅度低估井壁失稳风险，而忽略吸附对页岩弹...     

基于建筑分区的被动式太阳能利用技术应用研究

祁连县冬季寒冷且漫长,游客数量很少,当地酒店实际入住率不及夏季的1/3,有大量的房间闲置。冬季通过酒店行为管理,让客人入住在南向房间,可充分利用南向日射得热,减少建筑供暖负荷。基于此理念,在该酒店建筑中将被动式太阳能利用技术与建筑分区相结合,并通过实测对模型进行验证。模拟结果表明：增大南向开窗面积80%,可节省运行费用约1万元/a,减少CO₂排放约24 t/a;设置南向附加阳光间可节省运行费用约1.8万元/a,减少CO₂排放约45 t/a。     

上送风空气幕对住宅厨房污染物控制效果的模拟研究

为了提高住宅厨房室内空气质量,本文建立厨房三维模型,使用Fluent软件模拟得到厨房典型污染物的浓度渲染图,分析不同送风速度和送风角度的上送风空气幕对典型污染物分布的影响。研究表明,增设上送风空气幕后厨房污染物浓度显著降低;9种工况下室内温度降幅在0.98℃～4.91℃之间,PM_2.5排除率在35.2%～90.9%之间,CO₂排除率在2.6%～64.4%之间;射流速度为0.5m/s,射流角度为80°时,PM_2.5和CO₂的协同控制效果最好。     

严寒地区超高层居住建筑烟囱效应的现场实测与分析

本文以严寒地区哈尔滨的3栋不同形式的超高层居住建筑为研究对象,对建筑门窗气密性和不同高度楼梯间门开启情况下的热压垂直分布进行现场实测,并提出1种压差和流量的无量纲化处理方法以进行分析。结果表明:门窗气密性实测结果均大于国内外标准;楼梯间门的开启对建筑热压作用的影响与建筑平面布局、楼梯间结构和门窗气密性有关;冷风侵入导致楼梯间和电梯前室温度明显降低,特别是在建筑底层。该实测结果可为后续模拟研究和进一步建设超高层建筑提供指导。     

不同性能再生骨料的CO2强化及其碳化率分析

“双碳”背景下，为了加强建筑废弃物的资源利用和减少CO₂气体的排放，利用CO₂强化再生骨料成为主要的措施之一，但CO₂强化不同成分组成和粒径的再生骨料研究相对匮乏。在常温、常压条件下，利用非纯浓度约20%的CO₂分别与不同成分组成和粒径的再生骨料进行碳化作用，并定量表征CO₂强化前后的表观密度、含水率、吸水率和碳化率等参数。结果表明，再生骨料碳化作用后表观密度相对增加，而吸水率和含水率明显降低，与水灰比呈正比；CO₂强化再生骨料的碳化率随再生骨料的水灰比增加而增加，但粒径影响更为显著，粒径越小，碳化率越高，碳化效果好。     

CO2状态与各向异性对烟煤渐进破坏特征影响的实验研究

为探索CO₂驱替煤层气开采工程中储层的力学特性,对烟煤试样分别开展不同压力(4,6,8和12 MPa)下的CO₂吸附实验、巴西圆盘劈裂实验、低温氮吸附实验和断口分析,研究CO₂状态与各向异性对烟煤渐进破坏力学响应的影响。结果表明,烟煤的巴西劈裂强度(σ_t)和劈裂模量(E_T)受CO₂吸附作用影响均呈现先减小后增大的趋势,8 MP超临界态CO₂吸附作用使得σ_t与E_T降低幅度最大,分别为49.8%,33.9%。受各向异性影响,3种类型烟煤试样σ_t大小顺序为:Divider型>Arrester型>Short transverse型。随着CO₂压力增大,烟煤的破坏特征呈现出由突然失稳到渐进失稳再到突然失稳的转变规律。同时,CO₂吸附效应削弱了烟煤基质与层理面,导致各向异性烟煤的破坏轨迹随CO₂压力增大而...     

有效应力和不同气体对煤的渗透性影响分析

以南桐6号煤层制备的型煤试件为研究对象,利用自行研制的煤岩三轴渗流实验装置研究了有效应力以及吸附不同气体对煤岩渗透率的影响,对煤吸附不同气体后的渗透性的差异性进行了分析。试验结果表明:有效应力和煤岩渗透率成负相关的关系;在维持有效应力3 MPa的条件下,因吸附效应不同CH₄通过煤的渗透率最高,CO₂通过煤的渗透率最低, CO₂/N₂混合气体通过煤的渗透率居中。研究结果对注CO₂提高不可开采煤层CH₄采收率同时实现CO₂地质封存具有指导意义。     

室内天然气泄漏扩散的模拟研究

利用Fluent软件进行室内天然气泄漏扩散的模拟计算。分析可燃区域随泄漏时间的变化规律,研究泄漏时间、窗户位置及门窗开启程度对天然气泄漏扩散的影响。计算结果表明:门窗关闭的情况下,可燃区域的体积会达到一个最大值。门窗开启的情况下,最终会达到一个稳定的状态。随着泄漏时间的增加,室内天然气的体积分数不断增大,当门窗全部开启的时候,天然气体积分数最终会稳定在4.55%。门窗开度越大,越先达到稳定,稳定时室内天然气体积分数越低。窗户位置一定范围的变化不影响室内燃气质量分数分布,只改变流场。对燃气泄漏报警器的安装位置进行优化模拟。     

某高层建筑群室外风环境数值模拟分析

利用Stream数值模拟软件对某高层建筑群的室外风环境进行了模拟,并分析了冬季、夏季以及过渡季室外风环境的流场、速度分布场以及风压分布场对建筑的影响。结果表明,冬季建筑周围人行区距地1.5m高处最大的风速为3.97rr/s,最大风速放大系数为1.07,冬季迎风面建筑物前后压差最大压力为4.37Pa,建筑前后压差最大为2.78 Pa,其他方向建筑物前后压差均小于5Pa,不影响行人舒适要求。夏季、过渡季盛行风向平均风速条件下建筑前后压差分别为4.16Pa、6.56 Pa,室内可利用自然通风。     

示踪气体浓度衰减法在民用建筑自然通风研究中的应用

用示踪气体浓度衰减法对某会议室的自然通风作了实测研究，分析了影响换气次数的各种因素、示踪气体浓度衰法的有效性及其正确应用。揭示出不同的房间布置及不同的门窗开启民政部对换气次数有很大影响，而示踪气体浓度衰减法是对此进行实验研究的有效手段。     

氧体积分数对阻燃三元乙丙橡胶燃烧特性的影响

阻燃三元乙丙橡胶广泛用于公共建筑、交通工具等领域,火灾时其周围的氧体积分数会发生变化。为研究此类材料在真实火灾中的情况,以铺地用的阻燃三元乙丙橡胶为样品,采用火焰蔓延仪和热重/差热同步分析仪,在不同氧体积分数的氧氮混合气氛下进行试验,研究氧体积分数对燃烧特性的影响。结果表明,有氧气氛下,氧体积分数降低时,失重速率、放热量和活化能均降低,但反应模型不变。样品能够发生明火燃烧的氧体积分数范围为15%～18%。有明火燃烧时,氧体积分数降低时,火焰降低,刺激性黑烟量减少,残留物表面灰白色区域和裂纹减少,裂隙变浅;临界热辐射通量、等效对流换热系数和引燃温度升高,HRR曲线第一个峰值和火势蔓延速率降低;CO产率第二个峰值以及CO/CO₂值升高。在无明火燃烧时,样品释放出大量灰烟,残留物中部凸起,表面中部为灰黑色、有金属光泽的,底部有黄褐色黏稠液体,CO和CO₂产率远低于有焰燃烧。     

上海超低能耗办公建筑围护结构技术研究与实践

建筑围护结构性能提升是降低空调供暖负荷的重要路径,上海处于夏热冬冷地区,以夏季空调为主、兼顾冬季供暖,围护结构应同时考虑保温和散热。采用正交试验的优化方法实现了在较少模拟次数下完成全工况模拟的效果。研究得到了不同围护结构关键指标对建筑负荷的敏感性及重要性排序,确定了建筑全年冷/热/总负荷随围护结构性能参数水平的变化趋势,建立了适宜上海气候和用能特征的超低能耗办公建筑指标体系。将该技术体系应用于上海某新建办公建筑并采用高性能多联机系统,冬夏季及过渡季的热舒适和能耗实测结果表明,建筑室内满足热舒适需求,供暖空调耗电量为17.99 kW·h/m~2,显著低于上海办公建筑平均电耗,为夏热冬冷地区超低能耗建筑技术体系建立提供了支撑。     

海拔对燃具燃烧性能的影响分析

针对海拔对家用燃气灶和家用燃气快速热水器燃烧性能的影响,分别在昆明市和天津市进行了燃气灶和燃气热水器燃烧性能试验,提出实测热负荷理论偏差、实测热负荷近似理论偏差计算公式。高海拔地区燃具实测热负荷下降,与低海拔地区相比,实测热负荷实际偏差与实测热负荷理论偏差非常接近,二者相对误差的绝对值小于4%。实测热负荷理论偏差主要与试验地点的环境压力、环境温度有关。与低海拔地区相比,高海拔地区试验中,天然气燃具实测热负荷偏差为-10.90%,液化石油气燃具实测热负荷偏差为-10.43%;高海拔地区燃气灶CO体积分数由于试验用锅不同而存在偏高或偏低的现象,燃气热水器CO体积分数均偏高;高海拔地区燃气灶NO_x体积分数下降比例均超过50%,燃气热水器NO_x体积分数下降比例在50%左右。海拔对燃具实测热负荷、污染物排放量均有较大影响,因此在高海拔地区使用燃具,应充分考虑海拔对燃具燃烧性能的影响。