船用集气罩烟气排放数值模拟研究.pdf

第46卷第3期
船海工程
2017年6月
SHIP &OCEAN ENGINEERING
Jun.2017
DOI:10.3963/i.issn.1671-7953.2017.03.036
船用集气罩烟气排放数值模拟研究
杨海燕,张益诚,王洋
(中国舰船研究设计中心,武汉430064)
摘要:针对船用集气罩实际使用中可能面对的问题,数值模拟多台炉灶靠舱壁布置、多台炉灶在厨房中
央布置、多个蒸汽集气罩并联排风等情况。结果显示,靠壁型油烟集气罩可以通过安排每1个灶对应一个可
调抽风口,每2个吸风口连接1个装置出风口,使每个灶上方的抽气速度更均匀;多台炉灶布置在厨房中央的
情况,应采用钟形集气罩,并使集气罩的投影面积大于灶台;多个蒸汽集气罩并联排风时可在各个支路设置调
风门,增强排气效果。
关键词:烟气排放;集气罩;数值模拟
中图分类号:U664.8
文就标志码;A
文章编号;1671-7953(2017)03-015003
厨房在作业时产生的大量油烟和蒸汽若不及位置均会对厨房内烟气排放的效果造成影响。对
时排除,不仅会影响厨房及周围舱室内的空气品于炉灶靠舱壁布置的情况,集气單一面固定在墙
质,威胁厨房内工作人员的健康,甚至会影响壁上,靠墙壁一侧抽风,其他方向送风。对于炉灶
附近设备的正常工作。因此,空调通风系统设计布置在厨房中央的情况,集气罩布置在灶台上方
时厨房应是设计重点,将系统设计和设备设计相抽风,空调风和机械送风围绕集气罩布置。通过
结合,开展烟气排放方案优化,防止油烟和蒸汽逃形成稳定的气流组织,使产生的油烟沿着气流由
逸至厨房周边舱室,改善厨房及周边舱室内环境。厨房排出。
1集气軍设计原理
为加强集气罩排烟效果,必要时可以在灶台
外侧送风形成风幕防止热气散发出来,并在集气
船舶厨房空调通风系统通常采用机械送风和罩内侧送风口送风,引导烟气排出。通过对气幕
机械排风相结合的方式?,且与其他舱室的通风风口结构进行优化设计,使气幕出风均匀,提高了
系统分开。通过机械排风使厨房保持负压状态,气幕的风速,使其能够更好地将灶台上方烟气与
在排出厨房内产生的油烟和蒸汽的同时,确保不外部形成气流隔断(们
外溢至通道或其他位置。考虑到厨房不能回风,
当厨房排风机工作时,集气罩吸风口附近形
厨房用空调器必须采用全新风空调器,用于调节成负压,周围空气从四周进入吸气口,形成吸入气
厨房内空气温度和湿度的。
流汇流。由于败气口吸入气流流速随着与吸气口
集气罩是厨房内通风系统核心设备,厨房内之间的距离增大而迅速衰减,集气罩应控制罩口
通风效果与集气罩的抽风效果密切相关。集气罩到炉灶之间的距离在设计范围内。
一般包括油烟集气罩和蒸汽集气罩。油烟集气罩
考虑横向气流影响的接收罩排风量的为
用于解决厨房油烟收集和油烟气浄化的问题,蒸
汽集汽罩财用于解决蒸汽收集和除湿问题。
式中:F'为考虑横向气流影响而扩大罩口的面积,
集气罩采取不同的结构设计和布置在不同的即罩口面积减去热射流面积;z'为罩口扩大面积
上油烟的吸入速度,通常取0.50~0.75m/s;Qo
收稿日期:2017-03-07
为热射流流量,Q。=0.403(qHF)。
修回日期:2017-03-27
其中:9=8.98t2F/3600为热源水平表明
基金项目;国家部委基金资助项目
对流散热量;H为罩口离热源水平面的距离;F为
第一作者:杨海燕(1976一),女,硕士,高工
热源水平面的投影面积;t为热源水平表面与周
研究方向:船舶总体设计
围空气的温度差?。
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2017年
杨海燕,等:船用集气罩烟气排放数值模拟研究
船海工程
第3期
第46卷
2集气罩抽气效果仿真
装置出风口,使每个灶上方的抽气速度更均匀。
仿真结果如图4所示,油烟逃逸的情况明显改善,
2.1炉灶靠近舱壁
较好的解决了多炉灶并排靠舱壁布置时的排娳问
船用油烟集气罩通常做成整体式,抽风口在题。对于方案二所示的油烟集气罩设计,其吸风
集气罩上方,在集气罩四周设置集油槽,集气罩内口可以设计为可调式,从而在某灶眼不用时可关
设置油烟过滤器。当炉灶放置在靠近舱壁的位置闭其上方的抽风口,使相邻的其他吸风口有更好
时,需要选用靠壁型油烟集气罩。靠壁型集气罩的排烟效果。
通常安装平板式油淋板吸风口。
方案一。油烟集气罩的抽风面是一整排油淋
板,如图1所示
0 0c+00
图3方案二抽气效果
-1, e+01Z 1
TLE es n. ur
图1方案一抽气效果
采用两相流模型对该型集气罩抽气效果进行
仿真分析,灶眼产气假设为一个大气压的饱和蒸
汽,房间补气来自房门。模拟结果显示,该方案的
优点是油淋板面积大,吸风?的流速和阻力相对
较低,缺点是由于阻力较小,产生了靠近集气罩排
风管道处的抽风速度大,远离排风管道处的抽风
FLUENT &3imd pors maan om
速度小,整个油淋板抽风面流速不均匀,抽气效果
图4方案二烟气逃逸情况
也不均匀,差异较大。这种设计对于靠近油淋板2.2炉灶在厨房中央
中心位置的炉灶上的排烟效果较好,但边缘位置
对于炉灶设置在厨房中央的情况,油烟集气
若放置炉灶则存在油烟逃逸,见图2。
罩可以采用中央型的设计。通过将集气罩优化为
罩型,并使集气罩的投影面积大于灶台,每边比灶
台外形大150mm,钟形罩用于聚拢油烟气,可以
应对烟气或蒸汽瞬间大量上升的情况況,烟气不易
逃逸。该方案的抽气效果和烟气逃逸情况见图
蒸仮箱等设备的产热量和蒸汽排放量大,虽
然不产生油烟,但同样需要设置集气罩排风,以达
到除湿和除热的目的。考虑到排出的蒸汽中含有
图2方案一烟气逃逸情况
大量水分,不经处理将影响到整个排风管道及相
方案二。在方案一的基础上进行调整,重新关的周边的湿热环境,因此蒸汽集气罩在罩内集
设计整个集气罩的抽风面。抽气效果如图3所成设置了冷凝器、冷媒水量的调节阀、专用循环风
示。这样,一方面减小抽风面的面积,提高抽风速机、凝水收集机构以及温度测量及显示设备,通过
度,同时使每个灶对应一个抽风口,使每个锅产生由系统送冷媒水,使热蒸汽在集汽罩内进行冷凝,
的油烟气能快速被抽走并每2个吸风口连接一个将水分凝出,干空气循环送回主食加工间。
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