厨房颗粒物分布运动规律及数值分析

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很多病理学和毒理学研究都表明人体的颗粒物暴露量与人体患呼吸道疾病、癌症等健康问题密切相关,而人一生大部分的时间(约80%-90%)都在室内度过,因此室内颗粒污物污染相关研究逐渐成为研究的热点。本文系统分析总结了室内颗粒物动力行为机理研究的最新进展,包括室外颗粒物向室内渗透、颗粒物沉降、凝并和再悬浮等、单个悬浮颗粒的受力分析,重点归纳介绍了国内外文献中有关烹饪活动颗粒物源的释放特征,并介绍了两种颗粒物模拟时针对颗粒相常用的CFD计算模型,为厨房颗粒物运动分布数值模拟研究奠定必要的理论和数据基础。主要应用数值模拟的方法对厨房内颗粒物运动和分布进行研究,同时考虑多种因素如排油烟机排风量、门窗开启情况、不同供暖方式(散热器供暖和低温热水地板辐射供暖)和室外是否存在雾霾等。采用拉格朗日方法的离散相模型对室内颗粒物进行模拟,设置多组模拟工况,考虑0.1μm、2.5μm和10μm三种不同颗粒粒径的运动和分布情况。模拟结果表明,不同排风量下,2.5μm和10μm颗粒轨道大致走向一致,对于2.5μm和10μm的颗粒较容易排出室内,而对于0.1μm的超细粒子,排除较难,当排风量增大时,0.1μm颗粒排出室内增多。不同供暖方式对颗粒的运动分布也有影响,地板辐射供暖的厨房不仅内部温度场更均匀,其2.5μm粒径的颗粒在不同高度平面的质量浓度分布也比散热器供暖更为均匀。室外有雾霾时,自然通风条件下,2.5μm颗粒房间穿透率最大,越容易在气流影响下扩散到其它房间或者区域。
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