第 ３８卷 第１１期
２ ０ １ １ 年 １ １ 月
湖 南 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）
Ｖｏｌ ．３８ ，Ｎｏ ．１１
Ｎｏｖ ＠畅 ２ ０ １ １
文章编号 ：１６７４‐２９７４（２０１１）１１‐００３０‐０６
新 型 自 动 捕 风 排 风 装 置 排 风 口 性 能 优 化
倡
陈 超
报
，霍廖然 ，李志永 ，李真真
（北京工业大学 建筑工程学院 ，北京 １００１２４）
摘 要 ：基于自然通风原理 ，对所研制的自动捕风排风装置的通风性能进行了优化分
析 ．通过数值模拟和实验研究 ，重点分析了排风口几何形状与其表面自然通风风压系数的关
系 ，以及提高其排风性能的关键参数 ．研究结果表明 ，圆锥形渐扩口的综合排风性能为最佳 ，
较无渐扩口的排风口可提高排风量 １４ ．３％ ；所研制的自动捕风排风装置在北京地区冬季典
型天利用自然通风即可使房间获得 ８ 次／ｈ 的换气次数 ，节能效果显著 ．
关键词 ：自动捕风排风装置 ；自然通风 ；排风口性能优化 ；模拟 ；实验
中图分类号 ：ＴＵ８３４ ．１ 文献标识码 ：Ａ
Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇｒｉｌｌ
ｆｏｒ ａｎ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｗｉｎｄ Ｃａｔｃｈｅｒ
ＣＨＥＮ Ｃｈａｏ
报
，ＨＵＯ Ｌｉａｏ‐ｒａｎ ，ＬＩ Ｚｈｉ‐
ｙ
ｏｎｇ ，ＬＩ Ｚｈｅｎ‐ｚｈｅｎ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１２４ ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ，ｔｈｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｎｅｗ
ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｗｉｎｄ ｃａｔｃｈｅｒ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ
ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｓｈａｐｅ ｏｆ ｅｘｈａｕｓｔ ｇｒｉｌｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｎ ｉｔｓ ｓｕｒｆａｃｅ ．Ｉｎ ａｄｄｉ‐
ｔｉｏｎ ，ｔｈｅ ｋｅｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｈｉｃｈ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｔｈｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｈａｓ ｓｈｏｗｎ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｏｒｍ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｅｘｈａｕｓｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ｔｈｅ ｃｏｎｉｃａｌ ｉｎｃｒｅａｓｅｒ ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｃａｔｃｈｅｒ
ｗｉｔｈ ｎｏ ｉｎｃｒｅａｓｅｒ ，ｔｈｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｉｃａｌ ｉｎｃｒｅａｓｅｒ ｈａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙ １４ ．３％ ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ ，ｔｈｅ
ｗｉｎｄ ｃａｔｃｈｅｒ ｃａｎ ａｃｈｉｅｖｅ ａｎ ａｉｒ ｃｈａｎｇｅ ｒａｔｅ ｏｆ ８ ｔｉｍｅｓ ｐｅｒ ｈｏｕｒ ｉｎ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｗｅａｔｈｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｔｅｒ ｉｎ Ｂｅｉ‐
ｊ
ｉｎｇ ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ａ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ‐ｓａｖｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ：ｗｉｎｄ ｃａｔｃｈｅｒ ；ｎａｔｕｒａｌ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｇｒｉｌｌ ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ；ｅｘｐｅｒｉ‐
ｍｅｎｔ
为室内人员提供良好的居住与工作环境 ，洁净
的室内空气是必不可少的 ．自然通风依靠风压或热
压为动力 ，实现建筑自然通风换气 ，是对构筑绿色建
筑 、实现低碳节能的最好诠释 ．
风压是自然通风动力源之一 ，关于自然通风理
论的应用研究 ，国内外学者开展了大量相关研究工
作 ．Ｅｌｍｕａｌｉｍ 等
［１ － ２ ］
通过风洞实验的方法 ，得出了
一种方形捕风装置在自然风作用下周围风压系数分
倡
收稿日期 ：２０１０ １１ ０４
基金项目 ：国家自然科学基金资助项目 （５０６７８００６） ；“十一五”国家科技支撑计划资助项目 （２００７ＢＫ Ａ１２Ｂ０７）
作者简介 ：陈 超 （１９５８ － ） ，女 ，湖南长沙人 ，北京工业大学教授 ，博士生导师
报 通讯联系人 ，Ｅ‐ｍａｉｌ ：ｃｈｅｎｃｈａｏ＠ ｂｊｕｔ ．ｅｄｕ ．ｃｎ
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