ВВЕДЕНИЕСистемы приточно-вытяжной вентиляции постоянно используются в жилых и офисных зданиях. Подача и удаление воздуха может производиться как естественным, так и механическим способом. В рассмотренном случае приток воздуха происходит из дверного проема кухонного помещения естественным способом с температурой воздуха соседних помещений. Удаление воздуха производится через вытяжное отверстие в вентиляционный канал без механического побуждения. Для улучшения удаления загрязняющих газов также происходит механическое удаление воздуха над плитой. Целью данной работы было исследование эффективности приточно-вытяжной системы вентиляции для различных загрязняющих газов в замкнутом объеме кухни [1].ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ Задача решалась в стационарной постановке, что позволило стабилизировать решение в зонах действия вихревых потоков и сократить вычислительную нагрузку. Для упрощения расчетной сетки был построен только объем самого помещения размером 3500 х 2100 х 2650 мм (рис. 1). Все элементы были заданы с помощью координат в программном комплексе Code Saturne [3,4]. Дверной проем имеет размеры 2000 х 1700 мм, окно –  1500 х 1400 мм, а радиатор 550 х 400 мм. Кухонный гарнитур задан как область с повышенным давлением для избежания проникновения газов в кухонный гарнитур. Загрязняющие газы подавались над плитой.  Механическая вытяжка имеет габариты 600 х 550 х 170 мм. Вытяжное отверстие – 400 х 220 мм. Рис. 1. Расчетная областьПри моделировании использовалась неструктурированная расчетная сетка, состоящая из 155 820 кубических ячеек (рис. 2). Сетка построена экструзионным методом в программном комплексе Salome [2, 3]. Размер ячейки в расчетной сетке достигает 0.05 м. Дефекты расчетной сетки отсутствуют [5].Рис. 2. Расчетная сеткаМоделирование турбулентности в данном расчете не производилось. В качестве начальных условий была принята температура моделируемого объема кухонного помещения (Т0 = 20 0С). Граничные условия для дверного проема были заданы для воспроизведения естественного притока воздуха из соседних помещений (U0 = 0.0 м/с по нормали, температура 23 0С). Механическая вытяжка имеет расход удаляемого воздуха, равный 0.0972 м3/с, естественная –  0,025 м3/с. Характеристики для поверхностей теплообмена были заданы фиксированными значениями температуры: для радиатора 95 0С, для плиты 700 0С, для окна 17.46 0С. Термодинамические свойства среды (воздух + газ) задавались переменными в зависимости от концентрации загрязняющего газа во времени. Для учета влияния естественной конвекции в помещении была задана зависимость плотности воздуха от температуры по закону идеального газа [6]. Ограждающие конструкции были заданы адиабатными.Были заданы 4 различных газа, по свойствам идентичные существующим в природе, но отличающимся по свойствам от воздуха (табл. 1). Таблица 1Свойства газов [9]№ п/пНаименование газаПлотность, ρ, кг/м3Динамическая вязкость, μ,Па·сТеплоемкость, ср,  Дж/кг·КТеплопроводность, λ, Вт/м·К1Газ №11.80814,6·10-68450.0168152Газ №21.126518,01·10-610410.0254683Газ №30.1667419,561·10-651930.147864Газ №41.661722,3·10-65220.017391 Учитывая удовлетворительное качество сетки, градиенты рассчитывались итерационным методом с учетом неортогональностей. Ввиду малой вероятности возникновения скачкообразных перепадов давления его корректировка путем комбинирования уравнений сохранения импульса и неразрывности не использовалась. Для стабилизации решения был активирован алгоритм учета градиентов и дивергенции при решении уравнения сохранения импульса. Использовалась релаксация решателя по давлению (R = 0.7). Стратификация давления не учитывалась, поскольку в расчетной области отсутствуют высокотемпературные источники тепла и высокоскоростные потоки среды. Псевдо-стационарная постановка задачи позволила использовать модифицированный полунеявный метод решения уравнений Навье-Стокса (SIMPLEC) [7, 8] с увеличением предельного числа Куранта (Crmax = 5). Для снижения вычислительной нагрузки были введены пороговые значения точности (10-6) и количества субитераций (10 000) при решении линейных уравнений.Для стабилизации решения уравнения энергии был ограничен диапазон допустимых температур: -31...1000 0С.Продолжительность численного эксперимента была определена на основании нескольких расчетов до формирования устойчивого течения и составила τ = 40 с. Временной шаг равен 0.01 с. для увеличения точности результатов. Общее количество итераций составило 4000 для расчета всех вариантов загрязняющих газов.РЕЗУЛЬТАТЫВ соответствии с целью исследования было выполнено сравнение концентрации загрязняющих газов путем сопоставления полученных данных  с концентрацией газа идентичному по свойствам воздуху. Результаты моделирования (рис. 3) представлены в виде графика, на котором можно наблюдать концентрации загрязняющих газов в 4-х точках отбора. Точки, в которых были получены данные, имеют следующие координаты: точка №1: x=1.5, y=0.5, z=0.2; точка №2: x=0.5, y=0.5, z=0.2; точка №3: x=1.5, y=0.5, z=2; точка №4: x=0.5, y=0.5, z=2.  Рис. 3. Результаты численного моделированияПредставленные результаты (рис. 3) свидетельствуют о недостаточно эффективной работе приточно-вытяжной вентиляции. В то же время, можно проследить, что наиболее легкие газы удаляются намного хуже, чем тяжелые. ЗАКЛЮЧЕНИЕПолученные результаты  свидетельствуют о том, что работа выбранной приточно-вытяжной системы вентиляции недостаточна для эффективного удаления загрязняющих газов характеристиками, отличными от воздуха. Данное исследование показало, что такой вид системы наиболее эффективно справляется с удалением более плотных газов. Для повышения эффективности удаления загрязняющих газов следует расход удаляемого воздуха, т.е. увеличение мощности механической вытяжки.