张传钊等：密闭建筑空间缺氧环境下富氧特性研究 ·1385. 由表2还可以看出，送氧方式及送氧口流量不 时，送氧管径及送氧流量不同时所形成的富氧范 同时的氧气轴向最大浓度y的表达式中α，存在不 围大体呈扁椭圆形状，且送氧管径相同时，送氧流 同，且常数α，与送氧方式及送氧口流量存在着线性 量越大，所形成的富氧范围就越大.这是因为送氧 关系，如表3所示，其中Q为送氧口流量 流量越大，高纯度氧气的出流速度就越大，且氧气 表3送氧方式及送氧口流量不同时常数a1的关系式 进入房间流动时具有轴向和径向的延展性能[24-]， Table 3 Relationship of a in different oxygen-feeding modes and differ- 由图5(b)可以看出，总送氧流量为1m3.h时，不 ent oxygen flow rates 同管径的双送氧口分别采用竖直向前、相对45°、相 送氧口 送氧口个数及 常数a1 背45°三种方式进行送氧，所形成的富氧范围差异 序号 管径/mm 方式 关系式 较大.采用竖直向前和相对45°方式进行送氧所形 1 10 1(竖直 a1=0.96+0.51Q 的富氧范围接近“一头尖一头圆”的扇形，且竖直向 2 b 2(餐) a1=0.96+0.490 前所形成的富氧范围比相对45°送氧所形成的富氧 3 10 2(都对45） a1=0.97+0.27Q 范围要大，这是因为双送氧口相对45°进行送氧时， 9 2(相宵45) a1=0.94+0.1Q 氧气以一定的出流速度从送氧口射出后，两股气体 6 1(竖直) a1=1.58+0.94Q 交汇在一起，气体分子直接发生相互碰撞，使得气体 6 6 2(竖直) a1=1.58+0.85Q > 6 2(相对45) a1=1.67+0.77Q 的流动速度减弱.采用相背45°方式进行送氧时，管 6 2(45 a1=1.67+0.76Q 径为6mm的双送氧口所形成的富氧范围大体呈2 片扇叶形状：管径为10mm的双送氧口所形成的富 2.2送氧口个数、送氧口管径、送氧流量及送氧方 氧范围大体呈2个半圆形状.由图5(b)还可以看 式不同时形成的富氧范围 出，总送氧流量为1m3h-1时，不同管径、不同送氧 在一定时间内，采用不同的送氧口个数、送氧 方式所形成的富氧范围大小依次是：6mm管径的双 口管径、送氧流量及送氧方式向密闭建筑房间进 送氧口相背45°送氧>6mm管径的双送氧口竖直向 行送氧，当房间内气体流场的氧气浓度高于周围 前送氧>10mm管径的双送氧口相背45°送氧 环境的氧气浓度时，所形成的流场范围就是富氧 >6mm管径的双送氧口相对45°送氧>10mm管径 范围.送氧方式及送氧口个数不同时形成的富氧 的双送氧口相对45°送氧>10mm管径的双送氧口 范围，如图5所示.由图5(a)可以看出，单送氧口 竖直向前送氧 1.5m 1.5 (a) o一送氧口管径6mm, 总送氧流量1m3,h,竖直向前 1.0 10 送氧口管径6mm, 总送氧流量1m2,h,相对45° 0.5 0.5 送氧口管径6mm, 总送氧流量1m3,h-,相背45 -E 冷 送氧口管径10mm 0.5 0-送氧口管径6mm,总送氧流量1m3.h-1 总送氧流量1m3,h,竖直向前 0-送氧口管径6mm,总送氧流量2m3.h- -送氧口管径10mm. -10 △一送氧口管径10mm,总送氧流量1m3.h 总送氧流量1m3.h,相对45 4一送氧口管径10mm, 。-送氧口管径10mm,总送氧流量2m3.h1 总送氧流量1m3.h-,相背45° -1.500.51.0 1.52.0253.03.54.045 -1.50 0.5 1.0 1.52.02.53.0 354.0 距送氧口轴向距离m 距送氧口轴向距离m 图5送氧方式及送氧口个数不同时形成的富氧范围.(a)单送氧口：(b)双送氧口 Fig.5 Oxygen-enriched region in different oxygen-feeding modes and different oxygen-feeding port numbers:(a)one oxygen diffusion;(b)two oxygen diffusion 2.3送氧口个数、送氧口管径、送氧流量及送氧方 方式下，分别采用管径10mm和6mm的送氧口进行 式不同时的富氧面积 送氧时，单送氧口竖直向前送氧所得到富氧面积比 总送氧流量分别为1m3.h-和2m3.h-1时，不 双送氧口竖直向前送氧所得到富氧面积大20%左 同的送氧管径、不同的送氧口个数及不同送氧方式 右.这是因为总送氧流量一样、采用双送氧口进行 下形成的富氧区域所得到的面积就是富氧面积，如 送氧的情况下，单个送氧口的送氧流量减半，送氧口 表4所示.由表4可知，在相同总送氧流量及送氧 的送氧流速减小，氧气扩散难度更大，所以所得到的张传钊等: 密闭建筑空间缺氧环境下富氧特性研究 由表 2 还可以看出,送氧方式及送氧口流量不 同时的氧气轴向最大浓度 y 的表达式中 a1 存在不 同,且常数 a1与送氧方式及送氧口流量存在着线性 关系,如表 3 所示,其中 Q 为送氧口流量. 表 3 送氧方式及送氧口流量不同时常数 a1的关系式 Table 3 Relationship of a1 in different oxygen鄄feeding modes and differ鄄 ent oxygen flow rates 序号 送氧口 管径/ mm 送氧口个数及 方式 常数 a1 关系式 1 10 1(竖直) a1 = 0郾 96 + 0郾 51Q 2 10 2(竖直) a1 = 0郾 96 + 0郾 49Q 3 10 2(相对45毅 ) a1 = 0郾 97 + 0郾 27Q 4 10 2(相背45毅 ) a1 = 0郾 94 + 0郾 1Q 5 6 1(竖直) a1 = 1郾 58 + 0郾 94Q 6 6 2(竖直) a1 = 1郾 58 + 0郾 85Q 7 6 2(相对45毅 ) a1 = 1郾 67 + 0郾 77Q 8 6 2(相背45毅 ) a1 = 1郾 67 + 0郾 76Q 2郾 2 送氧口个数、送氧口管径、送氧流量及送氧方 式不同时形成的富氧范围 在一定时间内,采用不同的送氧口个数、送氧 口管径、送氧流量及送氧方式向密闭建筑房间进 行送氧,当房间内气体流场的氧气浓度高于周围 环境的氧气浓度时,所形成的流场范围就是富氧 范围. 送氧方式及送氧口个数不同时形成的富氧 范围,如图 5 所示. 由图 5( a)可以看出,单送氧口 时,送氧管径及送氧流量不同时所形成的富氧范 围大体呈扁椭圆形状,且送氧管径相同时,送氧流 量越大,所形成的富氧范围就越大. 这是因为送氧 流量越大,高纯度氧气的出流速度就越大,且氧气 进入房间流动时具有轴向和径向的延展性能[24鄄鄄25] . 由图 5(b)可以看出,总送氧流量为 1 m 3·h - 1时,不 同管径的双送氧口分别采用竖直向前、相对 45毅、相 背 45毅三种方式进行送氧,所形成的富氧范围差异 较大. 采用竖直向前和相对 45毅方式进行送氧所形 的富氧范围接近“一头尖一头圆冶的扇形,且竖直向 前所形成的富氧范围比相对 45毅送氧所形成的富氧 范围要大,这是因为双送氧口相对 45毅进行送氧时, 氧气以一定的出流速度从送氧口射出后,两股气体 交汇在一起,气体分子直接发生相互碰撞,使得气体 的流动速度减弱. 采用相背 45毅方式进行送氧时,管 径为 6 mm 的双送氧口所形成的富氧范围大体呈 2 片扇叶形状;管径为 10 mm 的双送氧口所形成的富 氧范围大体呈 2 个半圆形状. 由图 5( b)还可以看 出,总送氧流量为 1 m 3·h - 1时,不同管径、不同送氧 方式所形成的富氧范围大小依次是:6 mm 管径的双 送氧口相背 45毅送氧 > 6 mm 管径的双送氧口竖直向 前送氧 > 10 mm 管 径 的 双 送 氧 口 相 背 45毅 送 氧 > 6 mm管径的双送氧口相对 45毅送氧 > 10 mm 管径 的双送氧口相对 45毅送氧 > 10 mm 管径的双送氧口 竖直向前送氧. 图 5 送氧方式及送氧口个数不同时形成的富氧范围. (a) 单送氧口; (b) 双送氧口 Fig. 5 Oxygen鄄enriched region in different oxygen鄄feeding modes and different oxygen鄄feeding port numbers: ( a) one oxygen diffusion; (b) two oxygen diffusion 2郾 3 送氧口个数、送氧口管径、送氧流量及送氧方 式不同时的富氧面积 总送氧流量分别为 1 m 3·h - 1和 2 m 3·h - 1时,不 同的送氧管径、不同的送氧口个数及不同送氧方式 下形成的富氧区域所得到的面积就是富氧面积,如 表 4 所示. 由表 4 可知,在相同总送氧流量及送氧 方式下,分别采用管径 10 mm 和 6 mm 的送氧口进行 送氧时,单送氧口竖直向前送氧所得到富氧面积比 双送氧口竖直向前送氧所得到富氧面积大 20% 左 右. 这是因为总送氧流量一样、采用双送氧口进行 送氧的情况下,单个送氧口的送氧流量减半,送氧口 的送氧流速减小,氧气扩散难度更大,所以所得到的 ·1385·