地板送风空调系统静压箱热衰减特性

为研究地板送风空调系统中地板静压箱的热衰减特性,首先提出静压箱的热衰减系数的概念,该系数可以用来反映整个房间的得热量中传入静压箱的比例,而该部分传热量正是造成静压箱内产生热衰减的直接原因.然后,通过实验得出地板静压箱内的温度分布特性,并结合盒形图分析影响静压箱热衰减特性的主要因素.最后,得出送风温度、送风量和送风末端形式等因素对静压箱热衰减特性的影响规律.研究结果表明:地板静压箱内的热衰减随着送风温度的升高或者送风量的降低而降低.另外,与采用旋流散流器的地板送风空调系统相比,系统采用多孔板或格栅板作为送风末端时,静压箱的热衰减现象将明显减弱,但静压箱的热衰减系数的变化规律却基本相同.     

地板送风对流热转移量计算初探

地板送风房间回返气流所带回的由上至下的热转移,必将对下部冷负荷造成影响,文章针对下部有集中热源的地板送风空调房间,利用数值模拟结果,在前期得出的影响对流热转移量的因素的基础上,依次将各影响因素与对流热转移量之间进行数学关系分析,分别得出各因素与对流热转移量的数值关系,在此基础上通过曲线拟合得出对于地板送风房间对流热转移量的数学计算公式,为地板送风房间的冷负荷计算提供基础.     

层式通风房间垂直温度分布预测方法

基于层式通风房间室内空气流动特性建立了室内垂直温度分布预测模型.该模型将室内空气流动特性与热质平衡方程有机结合,并反映了室内热源强度、墙体辐射及送风参数等边界条件对室内垂直温度分布的影响.通过将模型计算结果与实验数据进行对比分析,发现室内垂直温度预测值与实验数据吻合较好,并在趋势上反映出层式通风房间室内垂直温度的变化特征.因此,本文提出的模型具有较好的预测精度,能够很好地用来指导层式通风系统的实际应用及能耗分析.     

不同送风参数对地板送风系统性能的影响

为了得到地板送风系统理想的送风参数,首先通过正交实验研究不同送风参数对地板送风系统房间温度分布、热舒适性和空气品质的影响,然后采用控制变量法进一步研究送风温度和速度对系统性能的影响,最终通过Energy Plus能耗模拟软件计算得到供冷工况下热分层良好、舒适性较好且能耗较低的理想送风参数.实验结果表明:当旋流风口到人体的距离为0.7 m,送风温度为18~20℃,送风速度在1.2~1.5 m/s时,室内热分层较好,能够满足人员热舒适性和空气品质的需求.对不同送风参数下运行特性与能耗影响的模拟计算表明:在理想送风参数范围内,当送风温度为18℃、送风速度为1.2 m/s时,地板送风系统不仅可以保持较好的热舒适性和良好的热分层,同时还具有较低的能耗.     

用NH4Cl-H2O溶液共晶凝固实验模拟Bridgman法晶体生长过程

利用NH4Cl-H2O溶液的共晶凝固模拟Bridgman法晶体生长过程,通过粒子图像测速系统测量了矩形腔和圆柱腔内NH4Cl-H2O溶液共晶凝固过程中的流场,结合温度变化得到了凝固过程中流动和温度的耦合规律.实验结果表明:在侧壁和底部冷却条件下,两种腔室内溶液共晶凝固过程中流场的变化基本相似,形成竖壁面附近溶液向下流动、中心区域溶液向上流动的对流涡;凝固开始后,热交换和潜热的释放使液相区内温度下降趋于平缓;圆柱腔内出现了角区绕流和二次对流涡现象.实验得到的流动和温度变化规律为理论建模及数值计算提供了有用的实验数据.     

裂隙岩体传热的流热耦合分析

通过对裂隙岩体介质的热传导和渗透特性的分析,建立了耦合传热模型.采用导热微分方程描述裂隙岩体的温度场分布,并用加权余量的Galerkin法对岩体热传导方程进行离散,结合边界条件及计算参数对其进行数值求解.数值模拟结果表明,岩体内裂隙水流引发的热质迁移对裂隙岩体的温度场分布有重要影响.随着裂隙内水流渗透速度的增加,热交换的速度加快,缩短了达到热平衡的时间.渗流速度越大,交界面处温度等值线的不连续现象越明显,热交换越不充分.随着渗流速度的降低,热质迁移量减少,热交换的充分性增加,岩体内的温度等值线平滑连贯,温度梯度降低,裂隙内温度等值线的锐化现象逐步消除.沿着裂隙水流的流动方向,温度等值线变化率逐渐减小,热交换的速率逐渐降低.流固耦合作用对渗流作用下裂隙岩体的温度场分布具有明显的影响,流体温度的变化会影响裂隙岩体温度场的变化梯度.     

送风方式对空调室内环境和系统节能性影响的试验研究

比较了混合通风、置换通风、地板送风和碰撞射流通风这4种送风方式的特点,利用试验方法实测了这4种方式下空调房间的室内温度、气流速度和CO2质量浓度分布,讨论了室内热环境特点的异同,对比分析了4种送风方式下室内热舒适性、污染物分布特征,并对送风能量利用情况做了估计.     

低气压室内环境传热传质的数值模拟

在考虑人的呼吸量及呼吸成分的前提下,采用RNGκ-ε流模型对低气压室内环境的传热传质进行数值模拟.对不同大气压下房间内的温度场、流场、氧气及二氧化碳气体的分布规律进行讨论,并对人体对流换热系数与经验值进行比较.研究结果表明:当大气压降低时,空气流速变化很小,房间的对流换热减弱,在稳定状态下温度略有上升;CO2体积分数增大,O2质量分数下降;但增加房间送风速度可以更好地排除CO2,有利于改善室内空气品质;混合对流时人体表面的对流换热能力减弱,减弱的趋势比强迫对流换热的小.     

换气量对地板送风房间可吸入颗粒物浓度的影响

可吸入颗粒物浓度是影响室内空气品质的重要因素.为了研究地板送风空调系统室内空气品质,分析了室内可吸入颗粒物浓度影响因素,建立了关于颗粒物浓度的模型,求出其分析解,并提出"颗粒物浓度准稳定时间"因子作为反映房间颗粒物浓度衰减速度的参数.基于该模型的解析结果,发现换气量是通风时对房间颗粒浓度最重要的影响因素.在一间地板送风全比例模型房间内进行了实验,实验验证了所建立的模型能正确有效地预测可吸入颗粒物浓度的变化.结果表明:加大换气量可以使地板送风空调系统室内可吸入颗粒物浓度降低且颗粒物浓度准稳定时间缩短.     

地板送风静压层内气流的数值模拟与送风特性实验

采用计算流体力学(CFD)技术,对地板送风静压层的空气流动进行了数值模拟,并进行了典型的实验来验证计算结果.通过对计算结果与实验结果的比较,说明对于地板送风静压层内空气流动的CFD模拟,采用0 1 m的网格划分间距、标准k ε湍流模型是合理的.实验和计算结果一致表明,对于高度为170 mm的地板送风静压层,地板送风口的速度和送风量分布受到入口射流的影响,处于不同位置的地板送风口,其速度分布不同,有的均匀,有的速度值相差10倍.由数值模拟的地板送风静压层内空气流动特征,可展示和分析地板送风静压层的以上送风特性.     

室内空气流动过程的模型实验研究

为了分析在不同的进风位置、射流方向以及进风温度条件下,房间壁温对室内空气流动的影响,在缩小模型实验的基础上,利用流动可视化和定量测量相结合的办法测量了不同工况下室内的空气流动形态、速度以及模型整体换热情况。结果表明:壁温恒定时,进风温度的降低引起水平进风方式的自由射流区缩短;垂直进风方式下射流形成的涡的中心位置向壁面靠近;中间垂直进风方式下射流向左侧偏转;右侧垂直进风方式下射流向右侧壁面偏转;同时浮升力引起的自然对流作用增强,换热温差加大,提高了围护结构漏热量。     

辐射供冷住宅设计最小新风量的有效利用

以低冷负荷住宅建筑为研究对象,采用计算流体动力学(CFD)方法,研究送风末端与冷吊顶结合时,最小新风量的有效利用,通过数值模拟得出了上送风、置换通风、下送风三种气流组织形式与冷吊顶相结合时室内各位置的风速、温度、相对湿度、污染物浓度等参数,对三种气流组织下的室内空气质量水平和热舒适水平进行了综合评价.研究结果表明,与冷吊顶结合时,采用置换通风和下送风形式,室内可获得更佳的室内空气品质,最小新风量可获得更有效的利用.     

装配式辐射供冷顶板性能的数值模拟

为提高装配式辐射供冷顶板的性能,建立了一种采用空气层进行热量交换的装配式辐射供冷顶板的数学模型,应用CFD(computational fluid dynamics)技术,数值模拟了耦合冷冻水管辐射顶板空气层的流场和温度场,分析了不同空气层厚度和不同供水温度对辐射顶板热特性的影响.数值模拟结果表明:空气层内由于温度差引起自然对流,辐射板内通过辐射,对流和导热的传热方式,使辐射板表面温度分布更均匀.在保证辐射板表面最低温度高于室内露点温度的条件下,随着空气层厚度和供水温度的增加,辐射板的表面平均温度升高,供冷能力下降.空气层厚度和供水温度的增加或减小会降低辐射板表面温度分布的均匀性.     

建筑室内热环境的模糊评判模型

以地板送风空调房间为对象，通过大量调查与人体热舒适实验，引入模糊数学的方法，确定了4个室内环境主要影响因素（环境温度，风速，相对湿度，平均辐射温度）相对于热感7级别的隶属函数，并建立了相应的热舒适模糊综合评判模型，为较好地反映室内人员的热感觉及定量给出室内环境的预测平均反应值奠定了基础。     

变室温供暖房间动态特性模拟

建立了某房间围护结构、散热器、温控阀的数学模型,基于房间热平衡理论联立各模型求解,得出设定条件下室内温度、散热器流量、散热量及外墙各层温度的动态变化规律．研究结果表明：室外温受在10℃温差范围内波动时,外保温外墙的保温层内侧温度受室外温度影响很小,散热器温控阀调节流量对室内温度影响不大,室内温度还受墙体蓄热和放热的影响．     

绝热和加热状态下换热器壳侧气液两相流的流型与压降

对甘油水溶液 空气在TEMA F型换热器壳侧绝热及加热 (液相有少量蒸发 )状态下的气液两相流流型和压降进行了研究 .研究表明 ,热态时的流型及其转变与绝热时有较大差别 .在无量纲量Frm 和Jg/Jl 的坐标系中 ,首次获得了同时适用于绝热和加热状态的通用流型图 .在不同流型下 ,按窗口区、错流区用Martinelli参数关联了两相摩擦压降 ,获得了较高精度的关联式 .拟合结果说明 ,对环状流与分层流 ,在绝热和加热状态下的系数C值近于相等 .     

基于格子玻尔兹曼方法的双液滴撞击壁面液膜的热特性演化过程

为了研究并排双液滴撞击覆有液膜的高温壁面过程中壁面热流密度分布特征,基于水热耦合双分布函数格子玻尔兹曼伪势模型,探究了液滴间距、撞击速度和液相黏滞系数在不同时刻对壁面瞬时热流密度分布的影响。结果表明：低温液滴的扩散与下潜导致撞击区和中心射流区的壁面与液膜之间的温度梯度上升,引起撞击区和中心射流区壁面热流密度骤增。撞击区传热形式以对流传热为主,静态区受液冠处速度不连续性影响,其传热形式以扩散传热为主。双液滴撞击速度增大导致液滴下潜和扩展程度加深,液膜内部对流传热增强。双液滴间距增加引起双液滴内侧液冠在液膜内扩展空间增大,造成瞬时壁面高热流密度区域面积增加,利于散热。此外,更大的液相黏滞系数增大了液滴撞击液膜过程中的黏滞耗散,降低低温液滴的下潜程度和撞击区的液膜流场对流强度,导致壁面热流密度峰值减小。     

载人飞船座舱内壁面温度偏差的预测

为了预测载人飞船地面热平衡实验时座舱内壁面温度与太空飞行时的偏差,分析了座舱内空气对流换热的近似实验方法的局限性,指出了空气对流换热系数是影响壁面温度的主要因素。由于重力场的影响,载人飞船地面热平衡实验时座舱内的空气对流换热系数与太空飞行时不同,使壁面温度偏离于太空飞行时的真实情况。为了修正地面实验数据,提出了壁面温度偏差的预测方法。     

基于不同对流下加热系统的数值模拟与实验研究

采用多孔介质导热方程、DO辐射模型以及标准κ-ε湍流模型,建立三维热物理模型。应用有限体积法计算了室内沙疗室气固耦合传热问题。首先在自然对流条件下,即沙疗室不开风扇、处于无风状态时,改变其加热方式,分别为单面加热和双面加热。对比分析不同加热方式下,空气层以及沙体层温度场的变化。其次在双面加热条件下,改变其对流方式,分别为自然对流与强制对流。对比分析不同对流方式下,空气层温度场、速度场的变化,以及沙体层温度场的变化。最后,通过实验加以验证。研究发现强制对流条件下的双面加热能够加快空气热对流速度及沙体传热速度,使沙体层温度分布均匀化,进而提高沙体的传热效率。