干式带腔地板辐射采暖系统热工性能

目的 研究腔体和覆盖层共同作用下,干式带腔地板辐射采暖系统的温度场分布均匀性和供热效果.方法 搭建了干式带腔的地板辐射采暖系统实验房间,利用铜-康铜热电偶对不同供热工况下房间内和地板表面的温度场分布进行测试,研究了供水流量分别为0.24 m3/h、0.34 m3/h、0.44m3/h时,供水温度分别为30℃、40℃、50℃条件下,地板表面温度分布的情况,并对室内工作区温度分布的均匀性进行测试.结果 供水流量稳定在0.34 m3/h、供水温度为40℃时,地板表面温度分布均匀并能保持在23.5～25℃,室内工作区温度能控制在19～21℃,温度梯度可控制在0.9 ～1.2℃/m.结论 干式带腔地板辐射采暖系统采用“盘管+石膏覆盖层+地板”的形式铺设,满足低温地板辐射采暖舒适性需求.     

多孔介质内低热值气体燃烧及传热数值模拟

以一个简化的氧化铝(Al2O3)堆积小球多孔介质燃烧器为模拟对象,使用计算流体力学(CFD)方法对低热值气体燃烧进行模拟研究.考虑气体的湍流扩散和气固间的对流换热及固体间的辐射和导热换热,通过研究多孔介质内的压力分布、速度分布、温度分布及组分分布,对多孔介质内的总的热流密度及辐射热流密度进行对比分析,揭示燃烧器内不同轴向位置的燃烧及换热规律.结果表明,低热值气体在氧化铝(Al2O3)堆积小球多孔介质燃烧器内燃烧时火焰面前沿气固温差大于火焰面后气固温差.火焰面前沿固体温度高于气体温度,热量由固体传向气体,对流换热强度较大;火焰面后沿气体温度高于固体温度,热量由气体传向固体,对流换热强度较小.     

不同气流速度下小麦平衡水分研究

在相对湿度为70%,气流温度稳定在22℃左右,风速为0 m/s、0.028 1 m/s、0.037 5 m/s、0.046 8 m/s的条件下,研究小麦平衡水分的变化规律.结果表明,气流相对静止的条件下,小麦所达到的平衡水分要高于一定气流速度下的平衡水分,且在一定气流速度下达到吸湿平衡的时间比静态气流下明显延长;通过小麦的空气流速越大,水分增加幅度越大,平衡水分值越高,达到平衡的时间越短;根据Page方程获得了一定条件下小麦含水率和实验时间的回归方程,二者具有很高的相关性.     

地板辐射采暖双向散热系统舒适性研究

提出了地板辐射采暖双向散热的设计模型,双向散热与传统的地板辐射采暖相比,降低了地板表面温度.同时本文采用PMV(预测平均投票指标)及PPD(预期不满意百分数指标),综合评价采用普通散热器房间、地板辐射采暖房间及双向散热地板辐射采暖房间在不同室内设计温度时的舒适性.     

大空间辐射采暖的数值模拟——以沈阳体育学院排球馆为例

目的 分析燃气辐射采暖系统在高大空间建筑中的应用效果.方法 使用Airpak2.1软件,选用DO辐射模型,κ-ε模型,对某高大空间的辐射采暖系统的应用效果进行模拟研究.结果 得到了地面、空间温度场分布,并对其进行了相应的分析,靠近南窗的一个温度分布断面,窗户的传热系数要大于围护结构的传热系数,室外冷空气会渗透窗户的缝隙进入室内.结论 采暖空间的温度在18℃左右,地面温度比室内空气温度略高,空间内温度梯度较小.模拟证明燃气辐射采暖满足室内温度的要求.     

地道与空气冬季换热特性的数值模拟与分析

目的研究地道工程与空气在冬季的换热特点,分析地道长度、空气流速以及地道埋深对地道与空气换热的影响,从而实现土壤中热量的有效利用.方法以沈阳地区的中德地道风项目为研究对象,采用Gambit软件建立三维仿真模型,利用Fluent软件对地道与空气的换热进行数值模拟,分别计算出不同因素下地道出口处空气的温度.结果当地道长度为100 m时,地道出口处温度为-10.564℃,当地道长度为250 m时,地道出口处温度可达-9.565℃,地道越长,出口空气温度越高;一定长度的地道内风速越低,出口空气温度越高;埋深分别为2 m、4 m、6 m、8 m时,150 m长地道出口处温度分别为-12.052℃、-10.469℃、-10.286℃、-10.093℃.结论其他参数相同时,地道与空气的换热效果随着地道长度的增大而增强;随着地道内风速的增大而减弱,当风速大于5 m/s时,地道出口的空气温度基本保持不变;随着地道埋深的增大而增强,深度达到6 m后,换热效果基本保持不变.     

含空气蒸汽冷凝换热特性的数值模拟分析

为定量考察气体流速、壁面过冷度、换热面高度和气体压力对含空气蒸汽冷凝换热的影响,本文采用数值模拟的方法进行了分析。计算了基于COPAIN试验装置和CFD软件STAR-CCM+中的扩散理论冷凝模型,在主流流速0. 1~3 m/s、壁面过冷度4℃~50℃、换热面高度0. 5~6 m以及气体压力0. 1~0. 6 MPa的条件下讨论了冷凝换热特性。研究表明:冷凝换热系数在主流流速小于0. 5 m/s的自然对流主导区内几乎不受速度的影响,换热系数相对偏差在6. 7%以内;壁面过冷度的幂指数可用空气质量份额和过冷度的函数来表示且幂指数范围为-0. 008 3~-0. 367;换热面高度在1 m以内时对冷凝换热性能有明显影响;不同蒸汽质量份额条件下,冷凝换热系数与压力的0. 64次方成正比。通过对计算结果的分析得到了冷凝传热性能与各影响因素之间的量化关系,这对进一步认识含空气蒸汽冷凝现象有一定的指导意义。     

周向不均匀加热圆管内熔盐传热特性数值研究

建立周向不均匀加热圆管物理模型,采用标准k-ε模型,在熔盐入口温度200℃~400℃,速度0.6~3.0 m/s,加热面热流密度200~400 k W/m2参数范围内,对内径16 mm,壁厚2 mm的集热管内熔盐传热特性进行数值模拟。分析集热管出口截面温度分布规律和集热管传热性能,对比不同参数管内壁周向温度不均匀分布特性。研究结果表明:集热管出口截面管壁温度差异较大,熔盐存在温度梯度;熔盐入口温度越低,换热效果越好;不同热流密度对Nu影响很小,Re相同时Nu几乎相同;集热管内壁周向温度分布不均匀,增加入口速度和降低热流密度有助于改善温度周向不均匀性。     

低温地板辐射采暖设计及其舒适性实验

为了分析以冷凝壁挂炉为热源的低温地板辐射采暖的温度分布特性,建立了采暖房间的数学模型,测量了稳态传热时的室内温度分布情况,并采用不同的控制方式测得温度分布的波动情况.分析冷凝壁挂炉的不同供水温度对实验房间温度分布的影响,并对不同供水温度下房间采暖的舒适度进行定性分析,得到在一定的温湿度条件下使房间舒适度较好的供水温度.结果表明:在室外温度为8~15℃、室外湿度为30%~70%范围内的气象条件下,启动初期,地暖室内温度分布总体由下至上,温度由高至低,地板表面温度最高,但均匀性较差;稳态阶段,室内空气温度的变化幅度不大,且分布较为均匀;当供水温度为63℃时,房间温度较为舒适.     

地板辐射采暖双向散热系统舒适性研究

提出了地板辐射采暖双向散热的设计模型,双向散热与传统的地板辐射采暖相比,降低了地板表面温度。同时本文采用PMV(预测平均投票指标)及PPD(预期不满意百分数指标),综合评价采用普通散热器房间、地板辐射采暖房间及双向散热地板辐射采暖房间在不同室内设计温度时的舒适性。     

冷却吊顶系统的热舒适分析

描述了冷却吊顶空调系统中冷却顶板的辐射与对流换热及人体与环境的辐射与对流换热,通过理论计算分析了冷却吊顶空调系统中房间室内温度的确定与常规空调系统的区别,并介绍了评价系统热舒适性的几个因素的特点。结果表明,冷却吊顶系统夏季内温度可以比常规空调系统高1－2℃,但人的舒适感相同,同时该系统还具有适宜的室内温度分布和气流速度分析,从而为人体提供高标准的舒适感。     

室内气流组织和空气品质的数值分析

根据Fanger热舒适方程,分析了影响人体热舒适的因素;根据通风效率、能量利用效率,分析了室内气流分布.将夏季、冬季的机械通风方式分成4种,利用计算流体动力学(CFD)对室内气流进行模拟,模拟室内气流的速度、温度、CO2浓度分布,并应用模拟结果分析不同气流组织形式下的空气品质、人体热舒适及空调能耗情况,指出不同的气流组织形式与空气环境、能耗有着密切的关系;且冷风工况与热风工况的气流分布不同,送冷风的置换通风方式与送热风的上送下回方式能获得良好的室内空气品质和有效的能源利用.     

非人工干预条件下粮堆温度场的研究

为了研究地上仓和地下仓储粮期间粮堆温度场和微气流场的变化,基于多物理场数值模拟软件COMSOL,通过修改内置材料方程、质量守恒方程、能量守恒方程和动量守恒控制方程,对非人工干预条件下模型仓进行为期1年的模拟研究。改变边界条件模拟地上仓和地下仓两种不同储粮方式下仓内温度场和微气流场的变化。结果表明:地上仓受外界环境温度影响较大,温度最大波动幅度为10.5℃;地下仓由于外界温度边界较稳定,粮堆温度变化较小,在装粮一年后粮堆温度降低2.6℃;非人工干预条件下由温差产生的微气流速度非常缓慢,数量级均在10~(-5)～10~(-4)m·s~(-1)。     

单片矩形翅片表面的换热系数分布

矩形翅片广泛应用于各类换热器,翅片表面的换热系数分布是强化传热研究中的问题之一。采用单片矩形翅片管作为模型,用有限差分法在翅片表面划分节点,通过实验测量获得气流速度ｕ＝４．５ｍ／ｓ时各节点处离散的表面温度分布及气流温度分布,最后利用导热反问题方法求得各节点换热系数。经热平衡法验证,所获得的解能正确反映实际换换热情况。     

气流式微机械倾角敏感元件的建模及流场分析

针对三维模型下气流式微机械倾角敏感元件内部流场分布和铂丝热敏电阻的辐射情况,利用FLUENT-CFD软件,通过建立模型、划分网格、求解等途径,采用Boussinesq假设对微机械倾角敏感元件内部流场进行了计算。计算结果表明:微机械敏感元件水平状态时,距离2铂丝热敏电阻上对称等距离的2节点气流速度都等于1.85×10-3m/s;在倾斜状态下2节点的气流速度差会随着倾斜角度的增加而变大。选择离散坐标下DO辐射模型,定量计算出铂丝热敏电阻对空气的辐射量为1 682 W/m2。     

辐射废锅内高温高压合成气的辐射特性

以Edwards的指数宽带模型为基准,研究了含一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的整体煤气化联合循环系统(IGCC)气化炉出口合成气在高温高压环境下的辐射特性,计算出了混合物在不同气体温度、压力、壁面温度和射线行程长度下的总吸收比和总发射率,并将低压下的值与Hottel线算图进行了对比,对比结果良好.针对一工程实际IGCC(压力3.5MPa、平均温度约1300K)辐射余热锅炉,选用了合理的辐射与对流换热模型,将指数宽带模型应用于炉内换热计算,结果显示:辐射换热是炉内主要换热方式,辐射换热可达总换热量的70%左右,炉膛出口烟温计算值与现场值符合较好.     

辐射废锅内高温高压合成气的辐射特性研究

为研究高温高压合成气的辐射特性,以Edwards指数宽带模型为基准,研究了含一氧化碳、二氧化碳和水蒸汽的整体煤气化联合循环系统(IGCC)气化炉出口合成气在高温高压环境下的辐射特性,计算出了混合物在不同气体温度、压力、壁面温度和射线行程长度下的总吸收比和总发射率,并将低压下的值与Hottel线算图进行了对比,对比结果良好.针对一工程实际IGCC(压力3.5MPa、平均温度约1300K)辐射余热锅炉,选用了合理的辐射与对流换热模型,将指数宽带模型应用于炉内换热计算,结果显示:辐射换热是炉内主要换热方式,辐射换热可达总换热量的70%左右,炉膛出口烟温计算值与现场值符合较好.     

微槽群表面喷雾冷却换热特性

在闭式循环喷雾冷却系统中,以蒸馏水为工质,喷雾体积通量从0.938 L/(m2·s)增至12.73 L/(m2·s)的情况下,实验研究了微槽群表面的槽道尺寸对喷雾冷却换热性能的影响.结果表明:微槽群表面可明显提升换热效果,提升程度取决于槽道尺寸和喷雾流量.小流量(1.146~1.604 L/(m2·s))时,最佳槽面结构槽深、宽、间距分别为0.5、0.4、0.6 mm;大流量(12.73 L/(m2·s))时,最佳槽面槽深、宽、间距分别为0.5、0.2、0.4 mm,在表面温度为80℃时,其热流密度达202.5 W/cm2.从光面喷雾与微通道流动换热相结合的角度,给出了微槽群表面喷雾冷却强化换热机理;推导了反映蒸发换热特性和槽道尺寸对换热影响的微槽群表面量纲一换热准则方程,可方便用于工程设计.     

高温高固气比条件下旋风预热器分级分离效率的研究

在温度分别为15℃、200℃、400℃、600℃、800℃,固气质量比分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5,风速分别为14 m/s、16 m/s、18 m/s、20 m/s、22 m/s、24 m/s的不同条件下,试验研究温度、固气比和风速对旋风预热器分级分离效率的影响,结果表明:物料颗粒直径dp≤1μm时,分级分离效率很高;临界粒径随着风速的提高而减小,随着固气比的增加而减小;临界粒径随着温度的升高逐渐增大,400~600℃时达到高点,随着温度的继续升高临界粒径反而变小.     

地板辐射采暖表面温度场分析

本文通过对地板辐射采暖地板表面温度场的分析,使得人们对地板辐射采暖、热工状况有一个清楚的认识.通过地板采暖系统是一种很经济的采暖方式,本文对地板板体结构进行了深入探讨和比较.对地板辐射采暧供水温度与采暖管间距关系问题,进行了详细讨论,所以本文对形成一套完善的地板采暖理论系统有一定的参考作用.