基于RC简化传热模型的混凝土辐射顶板传热及供冷能力研究

为研究混凝土冷辐射板的传热情况并对其供冷能力进行分析,采用RC简化传热模型建立混凝土辐射板二维稳态的传热模型,对混凝土辐射板内部传热情况进行模拟,计算得到混凝土内部及表面温度场.根据计算结果分析不同供水温度、埋管间距情况下,冷顶板表面的温度分布情况及供冷能力.经过实验验证,RC简化传热模型对板内温度和供冷能力的计算误差小于6%;混凝土冷辐射板供冷能力受供水水温、埋管间距及流量的直接影响,当供水温度为11~14℃,总流量为0.26~0.33m~3/h,室内空气温度为25~26℃时,混凝土辐射板平均供冷量为40~50 W/m~2.     

含密封空气层冷辐射板的换热分析与实验测试

新的研究发现含密封空气层冷辐射板可有效消除辐射板表面温度不均匀性,具有较好的抗结露能力。针对含密封空气层的冷辐射吊顶板进行传热分析,并在此基础上建立数学传热模型,设计正交实验验证传热模型的准确性,分析比较实验结果与计算结果的拟合性精确度并讨论不同参数下辐射板性能。结果显示,表面平均温度相对误差最大为-8.15%,而供冷量相对误差最大为13.86%,传热模型较为可靠,且冷辐射板表面温度均匀度达到98.4%及97.1%,表面温度较为均匀,抗结露能力较好。     

地板辐射供暖结合混合通风系统下室内换热实验研究

建立地板辐射供暖结合混合通风系统的实验平台,测定供暖系统处于不同供水温度和流量时小室的各内表面温度和室内空气温度,研究地板和其他表面间辐射换热以及地板表面对流换热情况。研究结果表明:地板辐射供暖系统中地板与其他表面的辐射换热量占总换热量的50%~70%,并且随供水温度的升高而减小。当供水温度一定时,地板与其他表面辐射换热的比例随着供水流量的增加而减小。提高供水温度或供水流量均导致地板表面温度的增加,但在需要改变地板温度的时候调节供水温度比调节供水流量更有效。系统达到稳定后,室内温度在垂直方向上的温差不超过2℃,具有较高的热舒适性。     

一种金属辐射板供冷能力的计算及其性能分析

辐射空调系统要求辐射传热组件的表面温度必须控制在露点温度以上以防止结露,这限制了其供冷量,导致辐射冷量不足。为此,本研究提出一种具有单位面积热流大、供冷量充足、换热系统简化(省去混水中心)等特点的新型的带有接水盘的金属辐射板,以期实现大温差供冷/供热。文中通过分析该新型铝板辐射板的结构参数和传热特性,建立简化的传热数学模型来估算其供冷量,并用实验验证了该模型的可靠性。结果表明,辐射板供冷量的计算结果与实验结果之间的误差在3. 8%以内,辐射板表面温度的计算结果与实验结果之间的误差在3. 6%以内。通过实验和模型计算得出辐射板总供冷量在120～160 W/m~2,总供冷能力远大于其他类型的冷辐射顶板。辐射板上表面供冷量占总供冷量比例约为80%,表明了辐射板上表面在大温差供冷条件下可实现了强供冷能力。室内0. 1～1. 7 m的垂直温度梯度小于1. 3℃,室内具有良好的舒适性。所构建的数学模型适用于分析含有接水盘的辐射板结构,可为大温差辐射板的设计和应用提供了参考依据。     

烟囱性状对立式集热板太阳能热气流电站系统性能的影响

在传统太阳能热气流电站基础上,设计了一种应用于城市的立式集热板太阳能热气流发电系统,并利用FLUENT软件对立式集热板太阳能热气流电站系统进行数值模拟,在不同集热板高度、宽度和空气层厚度下的模拟结果表明:随着集热板高度、宽度和空气层厚度的增加,系统通风量和系统最大功率都是增大的,增大幅度越来越慢,甚至减小;系统最大能量转换效率随高度的增加而增加,集热板高度和空气层厚度对其影响较小;集热板宽度与宽度之间存在一个最佳比值为15～25,使得在此比值范围内,系统通风量最大;考虑到城市建筑形象和空气层厚度对系统通风量的影响,空气层最佳厚度为0.2～0.4 m.     

一种新型辐射板供冷能力分析与优化

建立了一种含空气层的新型模块化吊顶辐射板传热模型,用实验验证了模型的可靠性,分析了辐射板的结构参数和运行参数对辐射板供冷性能的影响。性能分析表明:管间距、水温、塑料支撑高度、铜管外径对辐射板供冷能力影响较大,而管壁厚度和流速的影响很小;通过对参数进行优化,可以使辐射板供冷能力有很大提高。同时,提出了一个该类辐射板供冷能力的计算式,为这类辐射板的结构设计与运行分析提供了便利。     

月球表面多通道辐射亮度温度的模拟与月壤厚度的反演

为模拟月球表面辐射亮度温度，由月球表面数字高程和月壤厚度实测点数据建立月球表面高度与月壤厚度的一种对应关系，构造了全月球表面月壤厚度的分布. 根据月球表面现有的观测数据，给出月球表面温度随纬度的变化. 这样，由起伏逸散定理，模拟计算了一平行分层月壤多通道微波辐射亮度温度的月球表面分布，为现有的多通道微波辐射技术探月提供一个范例. 以此辐射亮度温度模拟分布为理论观测值，推导了用三个通道辐射亮度温度反演月壤厚度，并分析了反演误差随月壤介电特性、TiO₂+FeO含量等参数可能的变化.     

基于STAR-CCM+的船舶喷涂车间流固耦合模拟对比

目的对辐射采暖和热风采暖下的船舶喷涂车间和车间内固体工件表面温度进行对比分析,为船舶喷涂时选择采暖方式提供参考.方法通过STAR-CCM+5.02中新增的3D-CAD功能建立车间模型,选用软件中的辐射换热模型、对流换热模型以及耦合求解器,结合不同数据,模拟得到适合喷涂的结果.结果辐射采暖车间内温度基本稳定在23~24℃,固体表面温度在20℃左右,车间内气流速度达到0.20~0.30 m/s;热风采暖车间内温度基本稳定在18~23℃,固体表面温度在18~22℃,车间内气流速度达到0.35~0.50 m/s.结论辐射换热下车间内温度分布更均匀,气流组织速度更适合喷涂,而纯热风采暖下车间内温度会产生较大的梯度,气流组织受扰动较大,不利于喷涂.     

地板辐射采暖系统温度分布测试及数值分析

对某加装低温热水地板辐射采暖的系统分开门和闭门两种情况进行温度分布特性的实验测定,结果表明:地板辐射采暖房间内温度分布总体上是自下而上,从高到低变化,地板表面温度最高,但空间的温度变化幅度不大;而且处于人活动的空间范围中,温度竖向分布差别不大(最大差别为0.73℃),具有良好的热舒适性.此外,房间开门或闭门,空间内每一层的温度分布都比较均匀,开门处的气流对温度分布的均匀性基本没有影响,但受此气流影响,开门时各个测点的温度和闭门时相比普遍降低,但地板表面温度还维持原来水平.此外,还采用了4种不同的湍流模型,利用商用CFD软件Fluent进行地板辐射采暖空间的三维流动与换热的数值模拟,数值结果表明,标准k-ε模型能较好满足数值计算要求.     

平屋顶水平封闭方腔空气层厚度数值分析

为分析平屋顶水平封闭方腔作为保温系统时其内部空气层的相对最佳厚度,通过建立二维数值模型,选择"Presto!"压力插值格式及SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations)解耦算法,计算了在不同边界温差和边界材料导热系数下平屋顶水平封闭方腔内辐射传热量和对流换热量及其随空气层厚度的变化.在一定条件下,通过对计算结果进行回归分析,得到平屋顶水平封闭方腔在不同温差和不同边界材料导热系数下的相对最佳空气层厚度值.     

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。     

非均匀环境下不同空调形式对人体热舒适的影响

通过对20名受试者在不同空调形式（对流空调、辐射地板空调、辐射吊顶空调等）及个人舒适系统(Personal Comfort System)多工况下生理参数和主观反应的实验研究,得到冬季辐射和对流换热形成的非均匀环境对人体热舒适的影响,同时建立了不同工况下考虑局部影响权重的人体热感觉评价模型。结果表明：①不同空调形式下局部热感觉对整体热感觉影响权重不同;②三种空调形式下不使用PCS时远窗侧人员最冷部位（足部）热感觉投票值均高于近窗侧,全体人员足部热感觉投票值在辐射地板空调中最高。使用PCS可提升局部热感觉和热舒适,局部热感觉提升最显著部位分别是肩胛部（对流）、腹部（辐射地板）和大腿（辐射吊顶）;③此外,PCS可以降低人员期望温度（Preferred Temperature,PT）,在辐射地板组合PCS时期望温度变化最大。     

新型辐射板的实验研究及在西北地区的应用

研究一种价格低廉的新型辐射板的供冷供热能力及其应用途径．分别对这种新型辐射板在夏季与蒸发冷却结合供冷和在冬季供热的能力进行了实验研究，为辐射吊顶与蒸发冷却相结合的新型空调系统的设计计算和实际应用提供详尽的技术参数；与目前市场上的辐射板的冷却能力和供热能力进行了比较，指出新型辐射板在西北地区与蒸发冷却技术相结合，具有广阔的应用前景。     

车用锂电池组热流场特性数值模拟与优化设计

针对车用电池温升过高、电池组温差大的问题,开展电池包热流场分析与优化设计.根据Bernardi的生热速率方程式,建立由电池电解液、正负极柱和隔膜四部分组成的单体电池热耦合模型及成组电池传热模型;利用Fluent软件分析锂电池单体在自然对流环境下的温升特性,研究成组电池在强制对流条件下的热流场特性;通过增加导流板优化电池箱内流场结构,并评估导流板对电池组散热效率的作用.结果表明:单体锂电池在自然对流下温升明显,电池内核温度远高于正负极柱温度;电池箱进出风口位置及结构决定箱内空气的流向和成组电池的散热效果;通过对进、出风口位置的设计及增加导流板,可有效改进电池组热流场的均匀性,从而提高散热效果.     

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。     

影响高炉炉墙热负荷的因素分析

应用传热学原理建立了高炉炉墙温度场数学模型,应用数值模拟方法分析了冷却水管直径和间距、冷却水管至冷却壁热面的距离,镶砖导热系数、镶砖厚度和面积,炉衬厚度,渣铁凝固层厚度及对流换热系数对炉墙热负荷的影响. 结果认为, 降低炉墙热阻是增大炉墙热负荷的重要途径.     

冷冻水调节模式对冷辐射板性能的影响

通过实验测试,研究冷辐射板表面快结露时,冷冻水阀门调节模式对冷辐射板的防结露效果、制冷能力和室内热舒适性的影响.结果表明:在冷辐射板表面快要结露时,冷冻水阀门通断调节模式下有较好的防结霜效果,但辐射板制冷能力会下降,室内热舒适性变差;冷冻水阀门比例积分微分(PID)调节模式下的供水流速为0.30~0.45 m·s^-1时,冷辐射板既有较好的防结霜效果和制冷能力,又能维持较好的室内热舒适性.     

云贵高原湿季室内热环境预测关系式

基于我国住宅建筑室内热环境研究的不足,以曲靖师范学院一自然通风房间为对象,对其室内温湿度、风速、墙面温度、地板温度、天花板温度、室外环境温度进行了为期半年的实地测试.对室内空气平均温度、平均辐射温度、PMV(predicted mean vote)值进行了计算.为便于快捷预测和调控云贵高原湿季室内热环境,利用线性回归分析法对PMV与平均辐射温度间的关系进行了讨论,获得了一些相关性较好的回归方程,在相似气候下对热环境预测和设计时可供参考.     

中厚板控制冷却数学模型

介绍了中厚板控制冷却过程中所用的数学模型,包括差分模型、空冷和水冷换热系数模型、比热和热传导率模型,并采用有限差分法模拟计算了钢板在冷却过程中厚度、宽度方向上的温度场分布,以及间歇冷却对控制冷却的影响·从模拟结果可以看出,返红时间、厚度上温度梯度随钢板厚度增加而增加;间歇冷却时钢板内部温度呈均匀下降,表面不断冷却与返红过程·在线应用证明该套数学模型计算精度较高,可以满足现场实际生产的要求·     

夏季大空间热空气层对火灾烟流的影响

采用全尺寸实验和数值模拟两种方法对夏季大空间热空气层对火灾烟流的影响进行了研究.应用FDS4.07场模拟程序计算得到的夏季大空间火灾顶棚附近的温度变化与全尺寸的实验测得的结果符合得比较好.计算结果表明,在夏季大空间火灾中,顶棚附近温度的变化规律是先下降,热空气层消失时达到最低,之后再上升;此最低温度随着火源功率和热空气层厚度的增加而增加;热空气层消失的时间随火源功率的增加而减少;当火源功率比较大时,热空气层厚度的增加对热空气层消失的时间影响不是很大;当火源功率比较小时,热空气层消失的时间随热空气层厚度的增加而增加.对于大空间火灾的早期探测,推荐使用非接触式的火灾探测系统.