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原文传递邮轮舱室冷梁空调的气流组织模拟及热舒适性研究

论文题名：	邮轮舱室冷梁空调的气流组织模拟及热舒适性研究
关键词：	豪华邮轮;居住舱室;冷梁空调;气流组织;热舒适性
摘要：	豪华邮轮在功用布置、整体设计，室内装饰、艺术氛围、娱乐设备以及船舶建造工艺及配套设备等方面具有相对其他船舶更高的技术要求，它不仅是造船业皇冠上的三大“明珠”之一，而且也是造船界久居不下的“三高”产品。　　本文以某中型邮轮双人高级乘客居住舱室为研究对象，利用新型环保主动式冷梁空调末端，对三种类别的气流组织形式(送风角度15°、30°和45°)进行仿真模拟，通过改变三种送风角度的送风速度，对九种工况中的速度场和温度场进行对比分析，通过计算邮轮空调舱室舒适性评价指标值对该豪华邮轮空调舱室的不同气流组织进行研究，求得适合邮轮乘客的最佳送风参数。最后，通过改变不同工况下的送风湿度，利用能量有效利用系数进行量化，对该舱室空调最佳设计方案进行节能性研究。研究结果表明：　　（1）用数值模拟的方法来模拟邮轮舱室的气流组织，对于分析室内的温度分布和速度分布是一条高效便利的方式，通过对这些物理量的详细分布情况进行预测，对于设计良好的舱室通风设计方案、减少室内送分能量损失和提高舱室内的空气品质具有重要的意义。　　（2）影响舱室内气流组织的有多种因素，主要有冷梁安装的高度、安装数量、送回风口的位置、送风角度和送风参数等。本文通过对不同工况下的气流组织研究发现，室内家具的摆放方式以及回风口的位置等对温度场和速度场的分布具有很大的影响。　　（3）通过对舱室主动式冷梁的送风角度改变发现，送风角度的变化对于舱室内的气流组织影响较大。在小角度15°送风时，舱室内虽然整体气流均匀，但是换热情况相对较差，室内温度略高于设计值。送风角度为45°时，室内换热效果最好，但由于邮轮舱室的层高较低，使得室内乘客体感温度偏冷。送风角度在30°时，乘客活动区域的温度分布和速度值均在标准以内，且PMV-PPD值表现最好，室内乘客的舒适度最高。　　（4）由于舱室内设计有针对乘客的大型落地窗，研究发现，当乘客靠近落地窗时，温度分布值较高，这会降低乘客的舒适度，体感偏热。所以建议在舱室外侧设置遮阳板对于提高室内乘客的舒适性有重要作用。　　（5）通过对比送风相对湿度35%~65%之间的对比发现，趋势变化为随着相对湿度的逐渐增加，舱室内的节能效果先增加后降低，且针对该舱室的最节能送风相对湿度为55%，此时节能效果达到最佳。另外，在相对湿度低于55%时比相对湿度高于55%的能量有效利用系数更高，空调房间的制冷效果和节能性均更好。　　通过上述工作，确定了适合中型豪华邮轮主动式冷梁空调的性能和参数要求，为后期主动式冷梁在不同航线、不同舱室和不同设计条件下的应用奠定了理论基础，对冷梁空调技术在大型船舶上推广具有实际意义。
作者：	胡天宇
专业：	轮机工程
导师：	钱作勤
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2021