| 实验1 |
情况1 |
情况2 |
情况3 |
| 冷风送入速度(m/s) |
0.03 |
0.03 |
0.03 |
| 冷风送入量(m/s) |
195 |
195 |
195 |
| 冷风温度(℃) |
21.4 |
20.3 |
21.2 |
| 热气流送入速度(m/s) |
0.39 |
0.39 |
0.39 |
| 热气流送入量(m3/h) |
46 |
46 |
46 |
| 热气流温度(℃) |
45 |
45 |
45 |
| 环境空气温度(℃) |
20.5 |
20.1 |
21.0 |
| 电热膜表面温度(℃) |
34 |
/ |
29.4 |
| 距地面1.5m处壁温(℃) |
24.5 |
21.1 |
23.3 |
| 测试室排风温度(℃) |
31.4 |
24.6 |
28.4 |
| 电热膜热流量(W) |
780 |
0 |
400 |
从图1我们看到，在3 种情况下，置换通风系统的热力分层现象或多或少总是存在的；将3种实验的结果进行比较发现，水平热表面热流量的大小 测试室下部及上部区域温度的高低，也影响了温跃层的高度。热地板的存在，增加了室内的余热量，便利整个室内的平均温度变高，垂直温度梯度曲线右移。转贴于
为了更进一步地明确热地板对温跃层的影响，我们将温度无量纲话，引入的无量纲温度被定义为：
|
图1 垂直方向温度曲线 |
|
图2 垂直方向无量纲温度曲线 |
图2为无量纲垂直方向温度曲线，随着电热量的增加，温跃层的高度有明显降低，所以，热地板对于置换通风系统来讲，是一个不利因素。对于现有大型体育和文艺表演性场馆，有数据表明，约有三分之一的照明灯的能量被地板吸收，相当地板被加热，如果是采用了置换通风系统的话(事实上，型体育和文艺表演性场馆的首选就是置换通风系统)，对置换通风的效果会有负面影响，但即使这样，热力分层现象仍然存在，垂直方向温度曲线表明，下部人活动区的温度仍然比上部区域低，置换通风系统仍然比混合式通风系统显得合理和经济。为了减小热地板带来的影响，应想方设法选用对长波辐射吸收较低的地板材料，使置换通风系统发挥了出它最大的优越性。
3.2 实验2：倾斜局部热表面我们将一个板式电散热器放置在测试室中央，并与地面成10度角，该散热器的尺寸为110cm×23cm，功率为1000W，冷风送入量仍然是195m3/h，热源被关闭，测试在改变电散热器的热流量的情况下室内的温度，具体的实验条件列在2表中。
表2 倾斜热表面的实验条件
| 实验1 | 情况1 | 情况2 |
| 冷风送入速度(m/s) | 0.03 | 0.03 |
| 冷风送入量(m/s) | 195 | 195 |
| 冷风温度(℃) | 20.4 | 20.8 |
| 环境空气温度(℃) | 19.3 | 19.2 |
| 距地面1.5m处壁温(℃) | 22.9 | 21.7 |
| 测试室排风温度(℃) | 29.4 | 23.6 |
| 电热膜热流量(W) | 880 | 220 |
|
图3 垂直方向温度曲线 |
|
图4 垂直方向无量纲温度曲线 |
图3表示的是测试室内垂直方向温度曲线，我们仍然能够看到热力分层现象，而且倾斜表面的热流量越大，上部区域的温度越高，垂直方向的温度梯度越大，温跃层越明显。事实上，这个局部热表面也就是置换通风系统中的一个室内局部热源，正是它形成的羽卷流，携周围的空气，将热量直接带到上部区域，而使得下部基本不受影响，体现出置换通风系统的优越性。
图4是该情况下的无量纲垂直方向温度曲线，这次我们看到，倾斜表面的热流量的大小不对温跃层的高度产生明显影响。这一结果与我们的第一阶段采用送入热气流来模拟上升气流的实验结果相符［1］，即在冷风供入量不变的条件下，热气流的温度不影响温跃层的高度，与经典的羽卷流的理论有相悖之处［5，6］，但经典的羽卷流理论是在均匀的温度场情况下，而且也没有考虑由底部不断送入的冷空气，这说明，在置换通风系统中不能简单套用经典羽卷流的研究成果，对于置换通风系统中热源上方的上升气流的模型，还有待于进一步的分析和研究。
在此部分实验中，我们将4块大小为304mm×497mm的电热膜垂直放置，并围成一个长方体，安置在测试室的中央，这样就形成了4个不同朝向的垂直热表面。每块电热膜的最大功率可达1000W，即热流强度为6Kw/㎡，具体的实验条件列在表3中。
表3 水平热表面的实验条件
| 实验1 |
情况1 |
情况2 |
情况3 |
| 冷风送入速度(m/s) |
0.03 |
0.03 |
0.03 |
| 冷风送入量(m/s) |
198 |
199 |
199 |
| 冷风温度(℃) |
20.0 |
20.7 |
20.9 |
| 环境空气温度(℃) |
19.7 |
20.6 |
19.5 |
| 电热膜热流量(W) |
74.1 |
95.8 |
110.8 |
| 距地面1.5m处壁温(℃) |
21.3 |
22.6 |
22.5 |
| 测试室排风温度(℃) |
25.4 |
28.4 |
29.9 |
| 电热膜热流量(W) |
480 |
780 |
1000 |
图5和图6分别是测试室内平均垂直温度曲线和无量纲垂直温度曲线，实验结果表明，电热膜的功率越大，测试室上部区域的越高，但下部区域的温度无明显不同，而且，图5中3种实验情况下的无量纲温度曲线几乎重合，说明垂直热表面的热流量的大小不影响温跃层的高度，这里我们得到了与实验二相同的结论。
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图5 垂直方向温度曲线 |
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图6 垂直方向无量纲温度曲线 |
4．结束语
置换通风的原理简单，然而机理复杂，室内气流的流动特性，特别是热物体上方上升热气流及其拾周围冷空气的流动模型还没有完全建立起来，无论是置换通风系统的实验研究还是计算机住址研究都有待于进一步地深入。