辐射耦合空调系统的局部热舒适实验研究及仿真分析

为研究辐射冷板与独立新风耦合系统下人体局部热舒适,以长沙某住宅小区某用户房间为研究对象,进行了实验研究;并对该热环境相关参数进行仿真分析。通过实测数据与仿真数据对比,从辐射温度不对称、室内气流分布、人体垂直温差和地面温度四个方面定量分析了辐射耦合空调系统的热舒适环境。同时,通过多表面模型与离散坐标模型模拟结果的对比,分析了两种辐射模型的适用性。结果表明:在采用辐射冷板+独立新风空调系统而且空间包含人体热源的情形下,DO辐射模型的仿真结果更接近实验测试结果;室内测试及仿真结果符合ASHRAE对局部热舒适的标准要求;利用CFD仿真方法可以对局部热舒适进行较准确的分析。     

胜利油田注空气二次采油技术评价研究

注空气技术已被成功应用于不同类型油藏以提高采收率。对注水困难的低渗透油藏来说,注空气取代注水进行二次采油以及注空气/空气泡沫进行三次采油都将受到越来越多的重视。针对注空气驱油机理和工艺特点,通过一系列实验和油藏数值模拟,研究低渗透油藏注空气提高采收率的机理及其应用。针对胜利油田低渗透轻质油藏目标区块,采用小型台架氧化反应器(SBR)进行原油氧化实验,并利用驱替装置进行氮气驱和空气驱的对比实验,评价了原油的氧化特性及空气驱的驱油效率,给出了原油-空气低温氧化动力学参数,为数值模拟提供基础数据。最后运用油藏数值模拟热采模型对注空气过程中氧化反应的热效应提高采收率进行了预测。     

季节性蓄存空气热能的地源热泵空调系统模拟

针对寒冷地区长期应用地源热泵系统出现的热平衡问题,提出了季节性蓄存环境空气热能的地源热泵供暖空调系统.介绍了该系统的组成及运行模式,建立了系统中各部分的数学模型,确定了系统的运行控制策略,并在此基础上,以哈尔滨地区某办公建筑为对象进行了瞬态数值模拟.由模拟结果可知,该系统能够保持土壤温度场以年为周期的热平衡,全年供暖空调平均性能系数为2.44,与燃煤锅炉供暖和分体空调供冷方案相比,该系统节能率为22.3%.     

基于Airpak的夏季空调室内热环境数值模拟研究

基于Airpak软件,选用室内零方程湍流模型对一夏季空调办公室内热环境进行了三维数值模拟,得到室内气流组织下的流场、温度场分布.采用PMV-PPD与空气龄指标对室内人员热舒适性及空气品质进行了评价,并通过测试室内温度、风速参数,验证了数值模拟结果的准确性.研究表明:对于分体式空调器房间,气流组织分布与空调器的安装位置、室内设备的摆设以及室内人员的分布有关,不同的气流组织将形成不同速度场和温度场.室内温度场分布在水平方向比较均匀,在垂直方向产生明显的温度分层;室内零方程湍流模型能准确快速模拟空调通风房间气流组织分布,PMV-PPD与空气龄指标能对人体热舒适及空气品质进行数值预测与评价,为房间空调器送风温度、速度参数的合理设定提供参考依据;热环境数值模拟对空调系统的气流组织设计、运行调节具有重要的指导意义.     

基于人体热舒适性评估的直升机空调通风系统优化设计

直升机座舱空间狭小、乘员密集并且热载荷大,需要引入新鲜制冷空气以满足多乘员热舒适性要求。因此,优化设计座舱空调通风系统具有重要意义。针对典型直升机座舱布局,建立了舱室和乘员三维模型。定义乘员周围温度、温度偏离、乘员周围速度、PMV和空气龄作为热舒适性评估指标;设计并计算3种不同空调通风系统布局方案,通过对热舒适性评估指标的综合比较分析,选定最优布局方案;在此基础上,采用多目标遗传算法,定义以PMV和空气龄为基础的双目标函数,对空调送风口位置参数开展仿真优化。通过分析结果数据和帕累托前沿,确定最优空调送风口位置参数,完成座舱空调通风系统最优设计。最后对仿真优化结果进行了试验研究,验证了仿真计算的准确性和有效性。     

气膜降温固壁辐射对流空调的模拟研究

以基于科恩达曲面诱导送风在固壁辐射板上形成低温气膜的空调末端装置为研究对象,利用数值模拟方法,分析了气膜的形成机理,气膜与固壁辐射板热交换效果,辐射与对流结合的传热方式对室内热环境的影响。模拟结果表明,经降温除湿处理以290 K送出的空气自出风口至固壁辐射板末端形成了一层良好贴附于辐射板的冷气膜。冷气膜使固壁辐射板降温冷却(平均温度为296.32 K),并通过辐射与室内热源进行热交换;气膜卷吸室内空气,同时吸收辐射板部分热量后温度上升,室内人员区域内平均温度维持在299 K左右,且形成了速度为0.2 m/s以内的空气环流。根据有关设计参数标准,该空调装置能够营造一个较为舒适的热环境。     

Analysis of Micro Thermal Environment for Residential District Planning

This paper focused on residential district planning process. Using GIS and SketehUp software, a common digital relief map model of a residential district was created, and the air distribution (both velocity and temperature) within this residential district was established by CFD simulation. So, the velocity and tempera-ture of the air at any location within the residential district, as well as the worse flow area and overheat area can be clearly presented. An index of micro thermal environment for the air distribution evaluation was established.Depending on a certain residential district planning model, from the air parameters of the micro environment at any location within the residential district, such as air velocity and air temperature, the index of micro thermal environment was obtained by certain principles and data processing process. By this index, the residential dis-trict planning scheme was evaluated corresponding to the thermal characteristics of the residential district. If this index is not good enough or unsatisfied, the residential district planning idea and process can be changed or im-proved accordingly in order to get a better thermal characteristics of the residential district judged by the estab-lished evaluation index system.     

基于数值模拟的空调末端节能优化

建立了一间办公室的物理模型,利用AIRPAK3.0数值模拟软件,采用室内零方程湍流模型,对办公室在空调末端供冷条件下的室内气流组织进行了数值模拟,分析了空调末端送风温度和送风速度对于热舒适性的影响,对一天内各典型时刻的送风参数进行了优化,并将优化后的末端工况与实际末端工况进行了对比.结果表明:空调末端的节能潜力较大;相同外界条件下,与运行参数未进行优化时相比,按模拟结果对运行参数进行优化后,全天各时刻空调末端设备的理论制冷量平均减少17%.     

冬季夜间乘员舱内热环境及人体热舒适性研究

采用试验与数值模拟相结合的方法对冬季夜间乘员舱内热环境不均匀性进行了研究,得到不同送风模式下乘员舱内温度、速度不均匀度.接着基于Stolwijk人体热调节模型,采用Berkeley热舒适评价模型对乘员热舒适状态进行模拟,对比分析了2种送风方式下的人体热舒适性.最后通过对实际送风工况、基于相同送风焓值的等温送风工况以及基于驾驶员前方等效来流的均匀热环境工况的研究,发现在不均匀热环境下人体更易处于不舒适的状态.     

丁醛加氢制丁醇反应器的数学模拟

在对混合丁醛加氢制丁醇的反应体系进行热力学与动力学分析的基础上。采用一维拟均相数学模型对丁醛加氢制丁醇管壳式固定床反应器进行数学模拟设计。预测了反应温度、冷却介质温度、反应压力和反应空速对加氢反应结果的影响。结果表明：丁醛加氢制丁醇的数学模拟结果与生产数据吻合良好。     

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.     

湿热地区城市热环境评价指标湿球黑球温度简化计算方法

针对室外热环境评价指标湿球黑球温度在实测和数值计算中都比较难获得的问题,在湿热地区广州夏季收集了空气干球温度、湿球温度、黑球温度、相对湿度、风速、太阳辐射和湿球黑球温度等数据,对收集的数据进行相关性分析和回归分析,相关性分析结果表明：空气温度、相对湿度、太阳辐射与湿球黑球温度具有一定的线性相关度,可以采用上述三个气象因子作为湿球黑球温度的简化计算参数;回归分析结果表明：回归的关联式与实测湿球黑球温度的相关性较高,并且满足多元线性回归的各项检验,认为该回归方程具有较高的可信度,可以在城市热环境的实测评价和数值预测过程中,作为湿球黑球温度的简化计算方法应用。     

45kW质子交换膜燃料电池发动机建模与仿真

建立了较为完整的包括电堆、反应气体供应以及水热管理3个主要模块的45 kW级质子交换膜燃料电池(PEMFC)发动机数学模型.电堆电压模型引入了误差补偿项,提高了电压计算精度,并通过实验数据得到验证.选取冷却液入堆温度、空气过量系数和阴极入口空气压力为系统的操控变量,在给定电流密度下进行了电堆相关性能对操控变量的敏感性分析.仿真结果表明,为了获得较好的系统输出性能,应适当降低冷却液入堆温度,提高阴极入口空气压力;为了保持合理的电堆温度,必须有效控制该系统的水热管理系统.     

室内沙疗室实验阶段气固耦合热环境的数值模拟

研究室内沙疗室实验阶段空气和沙体间热量传递规律。运用计算机流体力学(CFD)技术建立了室内沙疗室实验阶段三维热物理模型及数学模型,应用Fluent软件计算了沙疗室内气固耦合传热问题,数值模拟与实验验证了空气和沙体温度场的变化。结果表明模拟与实验中空气和沙体的温度场变化规律吻合良好;与吐鲁番沙疗场相对照,模拟得到了适宜室内进行沙疗的温度稳态层及其埋沙深度;通过单口热压自然通风使室内沙疗室的空气热环境具有一定的热舒适度。因而,室内沙疗室可提供沙疗所需温度且相对舒适的热环境,为进一步完善室内沙疗系统的设计提供理论和实践依据。     

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。     

Forced Convection Heat Transfer in Plate Channels Filled with Packed Beds or Sintered Porous Media

IntroductionFluid flow and convection heat transfer in porousmedia have received much attention for the pastfive decades due to many important applicationssuch as geothermal energy extraction,catalytic andchemical particle beds,petroleum processing,transp…     

A Simplified Method to Calculate the Wet Bulb Globe Temperature(WBGT)

Wet bulb globe temperature(WBGT) is a comprehensive index obtained mainly from three pa-rameters:black globe temperature(Tg),wet bulb temperature(Tw),and dry bulb temperature(Ta).While in field observation and numerical simulation,black globe temperature and wet bulb temperature were not easy to obtain, so WBGT was difficult to measure and calculate directly.In order to solve this problem,air dry bulb temperature, wet bulb temperature,globe temperature,relative humidity,mean air velocity,solar radiation and wet bulb globe temperature were collected during the summer(July)in Guangzhou.Correlation analysis and regression analysis were used to get a simplified method to calculate WBGT.The results showed that dry bulb temperature,relative humidity,solar radiation and WBGT were interrelated to some extent.These three pa-rameters could be used in the simplified method to predict WBGT,and the linear correlation and precision of this model were high.In addition,we used the measured data to verify the simplified method,and the results showed that the error of the calculated value and the measured value was all below 5%,which means the simpli-fied calculating method is feasible and can be used in field observation and simulation research of urban thermal environment.     

考虑空气垂直湍流热交换和空气水平流动热交换的近地层空气温度计算模型

为了解决城市区域近地层空气温度计算问题,将近地层空气在垂直方向上划分为若干层,针对每一层空气建立能量平衡方程,在方程中考虑了垂直方向上的湍流热交换作用和水平方向上的来流空气热交换作用,通过与下垫面和建筑墙面能量方程的联合求解可以得到近地层空气温度的垂直分布。采用广州地区小尺度区域（水平范围小于500米）和大尺度区域（水平范围大于1000米）夏季的测试结果对模型计算结果进行验证。结果表明,该模型计算结果与测试结果比较接近,比较样本中最大平均相对误差为3.62%。因此,该模型在预测城市区域近地层空气温度方面具有一定的准确性,可以用于城市热岛和热环境的理论分析工作。     

循环流化床锅炉床温动态建模与仿真

在分析了循环流化床锅炉床内温度动态特性的基础上，通过对循环流化床锅炉动态特性的主导过程-动态物料平衡．动态残碳量平衡以及动态能量平衡以及辅助过程-氧气浓度平衡，焦炭颗粒能量平衡的描述，建立了以给煤、一次风、二次风和排渣为输入变量的动态模型．结合某220t／h循环流化床锅炉的现场数据．采用MATLAB6．5软件对所建模型进行了连续脉冲动态仿真和实时仿真，连续脉冲动态仿真结果可以很好地反映输入脉冲变量发生变化时床温的动态响应情况．实时仿真结果与现场采集到的数据能够很好吻合．     

电渣重熔结晶器复合传热模型

针对电渣重熔结晶器内钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水体系中的复杂传热过程,根据钢锭和渣皮的热缩性、炉渣和气隙的分布等将结晶器传热现象分为5种模式,基于结晶器轴向温度梯度最大原则划定各传热模式间的界限.综合5种传热模式的传热方式建立关于钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面间复合传热过程的统一数学模型.利用电渣重熔结晶器多点连续测温系统,将测得的温度值作为边界条件,得出电渣重熔系统中钢锭(渣池)/渣皮/气隙/铜壁/冷却水界面的温度和沿径向传递的热流量.利用计算的结果分析该复杂传热体系中5种传热模式径向温度变化的规律.