随着近年来全球频繁出现的大气污染现象,人们进一步认识到空气污染物对人的巨大伤害,维护室内空气质量的意识不断增强。作为室内空气污染物主要来源的厨房,其油烟浓度的控制与排放受到越来越多的学者关注。而由于人口不断向城市聚集和居住土地资源日趋紧缺的原因,高层住宅建筑成为如今城市主要居住建筑形式。高层住宅集中排油烟系统的运行性能,直接决定建筑室内空气品质的好坏,因此保障高层住宅集中排油烟系统正常、高效运行具有非常重要的意义。本课题在国内外学者已取得研究成果的基础上,结合理论计算分析、CFD数值模拟和实验测试等多种手段,主要研究了高层住宅厨房排油烟系统的流动特性以及相应优化方法。论文以典型的10层、20层、30层住宅集中排烟道作为研究对象,分析了排烟道管路特性、排烟动力特性、烟气物性参数、导流局部构件、排烟道竖向分区动力匹配等对集中排油烟系统排烟效果的影响,并提出了对应的优化措施。具体研究内容及主要研究结论如下:首先,研究了排烟道不同管路特性条件下集中排油烟系统静压值和排烟量的变化规律;研究表明主排烟道横截面积增大,排烟道静压整体下降,各层排烟量上升;当主排烟道横截面积一定时,支排烟管接入主排烟道的方式对排烟效果基本无影响。降低排烟道壁面绝对粗糙度和总排烟出口处局部阻力系数,可以明显减小排烟系统的流动阻力。同时得到这些特性参数的变化只改变了排烟系统静压和排烟量的绝对大小,对它们的变化规律未产生影响,为后续分析提供了依据。其次,研究排烟道系统的动力设备和烟气介质的物性参数对排烟效果的影响;研究表明风压对流量的变化较敏感,即风机性能曲线为“陡峭型”的排烟机更适合集中排油烟系统。同时对排烟道内的烟气进行理论计算,发现与烟气流动相关的两个物性参数——密度和粘度的值与空气非常近似。在热态运行工况条件下,排烟道内外气流温度差引起的热压作用可成为系统附加动力,提升底部排烟量。进而,研究了标准设计图集中3种局部导流构件对排烟道效果的影响,并分析汇流三通局部阻力的影响因素和变化规律;通过对排烟道的静压、排烟量数据和主、支排烟管局部阻力系数数据进行分析,得到局部构件的设置降低了主管合流阻力,令排烟系统均匀性提升;但增大了支管汇流阻力,令支管排烟量减小。同时局部构件造成的动静压转化改变了局部压力分布,提升了防窜烟能力。再由排烟道上下部静压差较大的现状对排烟道竖向动力匹配展开研究。集中排烟系统进行分层动力匹配后,可令系统内所有排烟机在最不利工况下排烟量在300m3/h左右,同时排烟道内静压最大降幅达40%,但缺点是每层排烟机型号不同。以分层动力匹配得到的排烟道压力分布为依据,分析不同分区压差条件下动力匹配对排烟的改善效果。综合考虑多种因素,以40Pa作为区间分段基准是分区动力匹配的最优方案。综合前述研究结论,提出一款新型集中排烟道,通过在支管与主管的连接处设置“喇叭口”型突扩构件,达到同时降低排烟干管和支管汇流阻力的效果。相比前述标准设计图集中3种局部构件对排烟效果的改善更佳;