CaptiveAire是北美最大的商用厨房通风公司。CaptiveAire自1976年成立以来，一直致力于排油烟机、风扇、油脂过滤器、灭火系统和公用事业分配系统的创新研究，其客户包括独立餐厅、全国连锁餐厅以及其他公共和私人机构。CaptiveAire公司使用CFD(计算流体动力学)分析方法来检查排油烟机和补给箱内的气流、温度和湿度。CaptiveAire的研发工程师开发了创新型解决方案，使厨房成为更高效、更舒适的工作空间。此外，专门研究排油烟机系统和供气箱的工程师就他们的研发工作接受了采访。CaptiveAire工程师为制造工厂提供支持，并为客户测试厨房配置。他们还参与开发新的烟、排气罩系统，供应空气增压产品，以及实施改进现有系统。

CaptiveAire的工程师在开发厨房排气罩系统(如图1)时，研究了去除烹饪过程中产生的热量和废水的方法。考虑到各种因素，例如包含来自炉灶和烤架的蒸汽，减少表面凝结，并且需要保持厨房的清洁。此外，他们还必须考虑到厨房工作人员的舒适，提供稳定的新鲜空气供应，并且需要调节厨房内的温度和湿度。

图1. CaptiveAire公司的排气罩系统样品

CaptiveAire公司在了解完如何利用CFD模拟气流并获得空气迁移的定性数据后，对CFD产生了兴趣。CaptiveAire公司过去曾对一些较老的排气罩和供应室进行CFD分析。CaptiveAire很好奇地再次使用CFD，看看他们的新排气罩设计如何有效地降低厨房的湿度。在寻找可靠的CFD软件时，CaptiveAire不仅关注工具的准确性，还关注其是否有清晰、简洁、形象地结果展示能力。CaptiveAire的工程师们发现，scSTREAM能够满足他们的需求。

排风罩系统由三种主要气流组成:排风、回火补风(MUA)和空调风(AC)。排风罩将热空气和废气、含油脂的颗粒被排气罩从厨房排出，改善室内空气质量。然后，稍微预热的外部空气通过罩前的MUA增压室进入厨房，提供新鲜空气。空调直接布置在MUA流的前面，主要功能是为厨房工作人员提供舒适的环境，并创建一个空气幕，帮助控制烹饪废水，防止其向外扩散到厨房。

为了进行CFD分析，CaptiveAire在12个不同流量、温度和相对湿度条件下对MUA和AC进行模拟，目的是观察每种条件对厨房内部空间的影响，并为排风罩系统找到最佳设置。CaptiveAire公司的工程师们希望该设计能对剩余空间产生最小的影响，同时能够高效地执行任务。

通过MUA引入略微预热的外部空气的主要问题之一是排风罩系统会将湿度带入厨房，因此需要适当地排干。为了解决这一问题，研究人员使用CFD计算了MUA和AC气流通过排气排出的水蒸汽百分比。scSTREAM的结果验证了排风罩系统可以将从MUA引入的大部分湿度排出。CaptiveAire通过对可视化速度结果进行密切观察，证实了气幕的形成，并推断出该系统将很好地协助处理厨房废水(如图2)。计算出的湿度百分比表明，在分析的12个模拟案例中，引入系统的90%以上水分都被排除了。

图2. 水分扩散到空间的百分比计算值(左)和情况6对应的厨房内空气迁移的速度云图(右)

CFD分析也被用于确定空调对厨房内部空间的其他影响。通过对比有无空调的案例，我们确定，除了提供舒适外，空调还可以防止未经处理的室外MUA扩散到厨房内。等值线图显示，打开空调后，室内的温度和湿度得到了更好的调节(图3)。

图3. 有空调（左）和无空调（右）情况下的室内相对湿度云图

此外，scSTREAM分析表明，在较低的FPM(英尺/分钟)设置下，空调实际上是最佳的。通过案例对比可以看出，增加FPM只会导致更多的空气扩散到厨房内部空间。由此可知，排气罩系统可以通过使用较低的空调流量来减少能源的使用及噪音的产生。

scSTREAM为排气罩系统提供了新的认识。CaptiveAire的一名工程师表示:“之前，我们不知道通过静压送风箱引入的湿度会发生迁移，也不知道湿度会对我们专用(补充) 静压送风箱的性能产生什么影响。”利用scSTREAM获得的信息验证了排气罩设计的性能，为进一步改进系统提供了思路。

为了快速了解排气罩系统中的空气流动，我们对流量、温度和湿度进行了二维模拟。未来，CaptiveAire希望对厨房进行3D模拟，以更好地优化通过送风室系统补充空气的线性分布。他们的目标是确定一种静压箱设计，能在最大限度地降低静压的同时创造最均匀的层流气流供应。他们还希望通过更广泛的测试案例(包括人体模型和实际烹饪过程)来进一步评估发动机的性能。

scSTREAM的性能满足了所有的期望。强大的后处理实现了结果的清晰可视化。正确分析图形结果，以及定量数据，增加了他们对系统的理解。CaptiveAire的工程师们很高兴地发现，当配以优化的空调设置时，MUA气流中的湿度可以被排气有效地捕获。他们对技术支持表示感谢，并承认“Cradle的测试工程师在整个项目期间都非常友好，并且乐于助人。当我们遇到问题或需要重新设计测试配置时，Cradle CFD团队能够快速响应并关注我们的需求。”他们补充说:“总的来说，(我们)对项目和团队的结果非常满意。”

CaptiveAire认识到Cradle CFD在HVAC领域的巨大前景。“在处理某种气体流动的项目中，Cradle CFD带来的效果是很大的。在确认气体流动、跟踪气流中粒子的移动，优化系统还是只验证现有产品的性能，Cradle CFD都可以让客户(或用户)定性地看到发生了什么，并通过定量数据进行支持。”