Experimentelle Untersuchung und numerische Simulation eines Quellluftsystems

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Die experimentellen Ergebnisse zu zwei Grenzfällen der Quellluftströmung – Wärmeeintrag durch eine vertikale Wand oder gleichverteilte Zylinder – verdeutlichen die unterschiedlichen Gestaltungsmöglichkeiten eines Quellluftsystems. Bei gebündeltem Wärmeeintrag über eine vertikale Fläche zeigt sich kein eindeutiger Zu- und Abluftbereich, was zu Kurzschlussströmungen führt. Im Gegensatz dazu bildet sich bei gleichmäßiger Verteilung und ausreichender Wärmequelle der gewünschte Zu- und Abluftbereich, wobei die Zuluftschichthöhe jedoch nicht linear mit dem Zuluftvolumenstrom variiert. Mit zunehmender Rechnerkapazität wird die Computer-Fluid-Dynamics (CFD)-Analyse verstärkt zur Vorhersage von Strömungs-, Temperatur- und Luftqualitätsverhältnissen eingesetzt. Insbesondere bei der Komplexität von Quellluftsystemen bietet die CFD-Analyse Vorteile gegenüber konventionellen Methoden. Eine CFD-Analyse eines Raumes mit Quelllüftung zeigt jedoch signifikante Abweichungen von experimentellen Ergebnissen. Die Arbeit präsentiert eine Erweiterung des Standard k, e Modells zur Berechnung niederturbulenter, thermisch stabiler Strömungen sowie eine Erweiterung des Enhanced-Wall-Treatments der Software FLUENT6.0 für thermisch instabile Strömungen. Die Anwendung dieser Erweiterungen zur numerischen Simulation eines Quellluftsystems zeigt eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Temperaturfeldern und eine hohe Genauigkeit in Bezug auf die Lüf