近日，建筑工程学院张婧博士（第一作者及通讯作者）与同济大学等单位合作，在建筑与环境领域顶刊《Building and Environment》（中科院1区Top，影响因子7.6）上发表了最新研究成果《Study of the limit flow ratio method for a rectangular jet-enhanced exhaust hood over thermally buoyant pollutant jets》。论文针对工业生产中污染物高效控制难题，提出了矩形射流增强排气罩（RJEH）的极限流量比设计新方法，为工业通风系统的节能化、高效化设计提供了关键支撑。（论文在线地址为：https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2025.113355）
工业生产中，烟雾、粉尘等污染物若控制不当，会导致室内环境污染，致工人职业病风险升高。传统排气罩存在一定的局限性，常需高风量运行，不仅能耗大，还可能干扰生产操作。此前研究表明，径向射流技术可增强排气罩的气流聚集能力，但针对矩形结构的流量比计算方法仍存在空白，制约了其工程应用。
为了填补新型高效通风末端设备计算方法的空白，促进新型设备在工作通风领域的设计和应用，研究团队采用实验结合CFD数值模拟方法，通过研究90°径向射流与热浮力污染物的相互作用，发现射流能显著改变污染物扩散路径——传统排气罩顶部易出现污染物聚集，而射流可引导污染物向罩口集中，在相同排气量下捕捉效率提升约20%。
基于模拟数据，团队系统分析了排气罩尺寸、罩源距离、污染物初始温度等关键参数对极限流量比的影响。并推导出适用于0~200K温差条件的极限流量比预测公式及温度修正公式。经验证，传统公式预测流量比的最大相对误差为400%，而据此计算的排气量误差仅9%，远优于传统方法。这意味着工业企业可根据污染物源强、温度等参数，精准设计排气系统，避免 “盲目增风” 造成的能耗浪费。该技术特别适合化工、冶金等高温污染源场景。
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本研究不仅为工业通风领域提供了创新性设计方法，有效破解了传统工业排风“低效与高耗”的固有矛盾，更彰显了建筑工程学院在应用型科研领域的扎实功底，以及与顶尖高校（同济大学）、设计院（同济大学建筑设计研究院）开展协同创新的突出成果。目前，研究团队已针对射流角度优化、复杂工业环境干扰等问题开展后续实验。未来，随着技术落地，有望推动工业通风系统从“粗放式排风” 向 “精准化控污” 转型，为职业健康保护与双碳目标实现提供双重助力。
