外饰面材料太阳光反射比对外墙表面温度的影响

以徽州传统民居为研究对象,建立建筑围护结构外表面传热模型,得出影响建筑外墙表面温度的最主要因素为太阳光反射比和太阳辐照强度。静态分析中,建筑外墙表面温度与热流均随着反射比变化呈现反向线性关系。动态分析中,在建筑4个朝向中,太阳辐射对西面墙的影响最大;当使用反射比由0.5的浅色饰面砖上升到0.85的反射隔热涂料时,西外墙表面温度峰值降低5.52℃,热流峰值降低16.2 W/m2,整个夏季单位面积空调能耗降低39.66%。     

建筑外表面热流及换热系数现场测试

建筑表面换热系数是建筑热工与节能及能耗模拟的重要参数。为考察实际建筑表面的热流与换热系数动态变化,提高建筑能耗模拟的准确性,为设计标准提供基础参数数据,采用直接热平衡法,对西安某办公建筑外墙进行现场测试,得到外墙的对流、辐射及总换热热流,并在此基础上获得了表面的对流、辐射和总换热系数。结果表明:测试期间外墙表面辐射换热系数与对流换热系数分别在159～2918 W/(m2·K)和014～756 W/(m2·K)之间变化;外墙辐射热流在白天占总热流比例约为85%,夜间约为50%;对低风速的自然风,建议采用最大频率的对流换热系数数值作为设计计算取值。     

基于内外环境耦合的客机表面温度的预测

准确预测客机表面温度对评价舱内环境的舒适性以及墙体的保温性能具有重要意义。目前大多数研究忽略舱内外环境间耦合的传热过程,近似认为舱内表面温度是均匀的。本文以计算流体力学(CFD)为主要工具,建立了包含金属蒙皮、保温层以及舱内空间为计算域的CFD模型。舱内采用S2S辐射模型与RNG k-ε湍流模型耦合的方法,蒙皮外壁面赋以对流与辐射混合边界参数,并考虑飞机巡航高度、天空、地面和太阳辐射等外部因素以及舱内对流与辐射等内部因素对机身传热的影响。计算结果表明,舱内壁面温度不十均,飞行高度对舱内壁面温度影响较大,而太阳辐射、客舱送风位置等对舱内表面的温度影响相对较小。     

双面辐射楼板换热性能的实验研究

以重庆地区某别墅作为实验对象,供热热源采用土壤源热泵,地板辐射供暖系统采用双面辐射楼板.将上下两层的两个房间作为测试房间,对测试房间的供回水温度、流量、围护结构表面温度、室内空气温度进行实测.基于实测数据,对双面辐射楼板上下表面的辐射换热表面传热系数、对流换热表面传热系数、热流密度进行了计算.双面辐射楼板以辐射传热为主,辐射热流密度是对流热流密度的2.4倍(平均值),且上表面的辐射、对流热流密度均大于下表面.     

消防服用织物热防护性能数值模拟

消防服用织物在纯火焰对流热作用下与纯辐射热作用下的传热机制有一定区别,表现在服装与热源之间换热边界条件上。建立纯火焰对流作用下消防服传热模型,分析火焰与服装织物外层之间的换热边界条件,运用实验法确定火焰换热系数经验式,研究衣下微气层传导对流传热特征。火焰传热系数由辐射换热系数和对流换热系数组成;火焰热流密度为84kW/m2时,衣下微小空气层厚度不超过9mm时其热传递以传导换热为主,空气层越厚导热系数越小;空气层厚度大于9mm时其热传递以对流换热为主,空气层越厚传热系数越大。     

基于Gebhart辐射模型的建筑壁面对流辐射传热计算方法

建筑内壁面传热是一种导热、对流和辐射共存的复合传热过程,基于Gebhart辐射模型,建立建筑壁面传热同步模型,可同步计算壁面温度和空气温度,在此基础上分析建筑壁面对流辐射传热特性。研究结果表明:传热同步模型的空气温度理论计算值小于实测值,偏差均在0.25℃以内;壁面温度计算值与实测值的偏差基本在1℃以内。并对南墙加热壁面与地板的导热传热、对流传热及辐射传热进行分析。研究结论为进一步应用Gebhart辐射模型和研究壁面的对流辐射传热提供了参考依据。     

基于室外气象信息的CFD室内环境模拟

在使用计算流体动力学（CFD）设计室内环境时，一些包含外墙的房间的热边界条件较难给定，因为外墙的内壁面除了要受到室内热源和气流的影响外很大程度上还要受到室外气象条件的影响。本文提出一种基于室外气象信息的CFD边界条件给定方式，针对一个包含外墙的办公室算例进行模拟，计算结果表明外墙内壁面的温度和热流密度分布很不均匀，但通过本文提出的模拟方法只需根据室外气象信息来给定外墙外壁面的热边界条件，就可以获得比较准确的外墙内壁面的温度和热流密度分布以及室内环境的温度分布信息，便于研究与设计人员使用。     

渗流对地铁隧道围岩散热的影响研究

本文在考虑地下水渗流的情况下,对地铁隧道围岩的传热过程做出分析,将隧道围岩层的传热简化为二维的导热和对流共存的非稳态模型,并利用ANSYS软件模拟隧道围岩的中长期温度,得到了热透厚度,传热稳定时间及壁面传热量的变化规律。通过与纯导热模型下围岩散热的对比,提出了隧道壁面热流在渗流情况下的修正参数,并分析了渗流速度对其的影响。     

大宽隙比竖直矩形窄缝通道内混合对流传热的数值研究

用k- ε双方程模型研究了大宽隙比( 通道宽度与通道间隙之比> 25) 矩形窄缝通道内单相流体的混合对流换热问题。数值模拟结果表明, 大宽隙比窄缝通道内的混合对流存在着与圆管内混合对流相似的“中部热岛”现象,在给定流量下,壁面“热岛”现象随热流密度增大而加强,给定热流时壁面“热岛”随流量增加而减弱     

空心砖瞬态传热数值研究

利用自然对流和热传导的物理耦合模型,控制方程采用有限容积法,求解算法使用SIMPLE算法,研究了空心砖在外界环境变化条件下的瞬态传热规律。通过计算得到空心砖内外壁温的变化情况及延迟特性,同时也研究了通过空心砖的热流变化规律,并与实心砖的传热过程比较,发现实心砖和空心砖的内壁面温度的延迟相差不大。而空心砖与实心砖热流量相差很大,实心砖的平均热流约比空心砖平均热流大41.5%,说明空心砖节能效果显著。     

玻化微珠保温砂浆局部外保温系统热桥有限元分析

基于ANSYS有限元分析和温度场理论,针对外墙中柱和外墙角柱热桥部位进行数值模拟分析,通过改变热桥局部玻化微珠保温砂浆层厚度,分析研究不同保温层厚度条件下的温度场和热流密度分布。结果表明:局部玻化微珠保温层厚度对热桥部位的温度和热流密度影响比较明显。为了避免结露现象,外墙中柱的局部保温层厚度应大于20 mm,外墙角柱的局部保温层厚度应大于40mm。采取局部保温处理时,外墙中柱的热桥影响区域为200 mm,外墙角柱的热桥影响区域为150 mm,热桥影响区域内损失的热量较多,所以应重视热桥影响区域的散热问题。相同条件下,外墙中柱比外墙角柱的热桥影响区域大,散热多,更应该加强保温处理。     

体育建筑非空调区照明与间歇运行对分层空调负荷影响的分析

传统分层空调负荷计算方法的辐射热转移负荷仅考虑非空调区高温壁面对空调区低温壁面辐射引起的负荷,并未考虑非空调区照明设备与空调区之间的辐射热转移负荷,而将非空调区照明得热形成的负荷全数作为非空调区空气得热。为研究非空调区照明设备与空调区之间的辐射热转移后对热转移负荷的影响,以某体育中心比赛大厅为研究对象,在现行大空间分层空调负荷计算方法的基础上,将非空调区照明负荷假想成比赛区非空调区上空一均匀面热源,假定照明灯具均带不透明的灯罩,并近似认为不影响室内气流流动。根据面热源辐射散热比例,通过计算该面热源与空调区地板之间的辐射量并附加一定的修正系数(取1.3)得到空调区辐射热转移量。同时,考虑到体育馆经常为间歇性运行工况,为研究间歇性运行工况与连续性运行工况之间的差别,对研究对象进行了相关调查研究,假想设定了一些通常存在的间歇性工况并基于间歇运行工况进行了照明辐射散热对负荷的影响。研究非空调区照明向空调区转移的辐射热转移负荷发现:在非空调区,与不考虑照明辐射散热相比,考虑非空调区照明总散热中辐射散热占比为50%时,间歇运行对流和辐射总热转移负荷增加了8.8%;考虑照明总散热中辐射散热占比为0%~100%时,间歇运行对流和辐射总热转移负荷增加了0.0%~19.0%。通过分析体育建筑运行及其空调负荷构成特点,提出了针对体育馆间歇运行特征的分层空调负荷计算方法。由论文设定的间歇运行工况计算得出间歇运行负荷是连续运行的92.3%。同时,还得到间歇运行时重型建筑分层空调负荷是轻型建筑的93.3%等结论。     

空调房间气流组织的空气动力学研究

提出一种新的CFD热边界条件给定方式,可将室内热源和室外气象信息同时考虑在计算域内。并运用该种热边界条件给定方法针对一个包含外墙和外窗的办公室算例进行模拟,计算结果表明,外墙和外窗内壁面的温度和热流密度分布很不均匀,采用传统的热边界条件给定方式无法给定,但通过本文提出的方法却可容易地获得准确的外墙、外窗内壁面温度和热流密度分布及室内环境温度场等信息,便于研究与设计人员使用,具有一定的工程实用价值。     

中温水平环路热虹吸管蒸汽发生器传热特性

将水平环路热虹吸管(HLTS)蒸汽发生器拓展用于槽式集热器(PTC),有望降低系统成本,解决现有槽式集热系统关键技术难题。本文设计了一种基于中温水平环路热虹吸管蒸汽发生器的槽式太阳能集热器(HLTS-PTC),分析得到其400～1000 W/m2太阳直接辐射工况下的有效传输功率为2.0～5.6 k W/m2。另外,对HLTS的传热特性和产蒸汽特性进行了实验研究。结果表明:HLTS的产蒸汽能力和传热性能随着热流的升高而显著提升。在加热热流为8.49 k W/m2时,系统4 h可产生8 MPa蒸汽,此外,该加热热流下系统的换热效率达72.7%。若该HTLS系统应用在更高热通量的PTC系统中且进一步优化环路热管的保温性能,其产蒸汽能力和传热性能会得到进一步提升。     

综合管廊运行对临近能量支护排桩传热特性的影响

该文针对综合管廊内空气对流换热对临近能量支护排桩传热特性的影响，通过在管廊内壁设置不同边界条件，建立三维有限元模型分析综合管廊运行对临近能量支护排桩传热特性的影响。通过将模拟结果与现场实测数据对比，验证模型的可靠性。探讨管廊内壁不同边界条件下能量支护排桩热交换率、桩-土换热量和桩体温度的变化规律。研究表明，管廊内空气对流换热会造成桩侧热交换和桩体温度的空间非对称性，从而影响能量支护排桩的地热提取效率。随着管廊内空气流速的增加，能量桩的地热提取效率逐渐增加，但当管廊内空气流速大于0.7m/s后，能量支护排桩的地热提取效率最终趋向于管廊内壁为恒定温度边界时的取值67.4W/m,管廊内壁采用恒定温度边界条件可作为能量支护排桩地热提取效率计算的上限，而采用热绝缘边界是偏于保守的。当管廊内壁采用已有研究提出的简化边界条件时，模型可以用于计算能量支护排桩的换热效率。     

民用建筑围护结构动态热过程计算研究

民用建筑围护结构动态热过程的分析计算对建筑的能耗及节能评价有重要意义.结合广东地区夏季的气候特点,发展了单室建筑围护结构动态温度和传热计算的理论模型,计算中考虑太阳辐射作用,围护结构与内、外环境的对流与辐射换热,以及围护结构间的辐射换热.计算了夏季1 d中6:00～18:00时段,围护结构包括屋顶、东南西北墙体、木门及玻璃窗内、外表面的温度及热流.     

多孔翅片散热器内辐射/对流/导热的耦合传热

采用切比雪夫配置点谱方法对多孔翅片散热器内辐射、对流和导热的耦合传热问题进行求解。在多孔翅片散热器内,导热系数、对流换热系数、表面发射率以及内热源均为温度的函数。在求解多孔翅片散热器内耦合传热的过程中,采用切比雪夫配置点谱方法对根据Darcy定律建立的多孔介质传热模型进行离散,并将微分形式的控制方程转换为代数形式的矩阵方程。另外,分析了热物性参数对无量纲温度和翅片效率的影响。通过与文献中同伦摄动法的计算结果相比较发现:切比雪夫配置点方法对多孔翅片散热器内耦合传热问题有很好的计算精度。     

相变微胶囊悬浮液管内层流强迫对流换热分析

为了从微观角度研究雷诺数对相变微胶囊悬浮液对流传热的影响,对恒热流边界条件下圆管内相变微胶囊悬浮液层流进行了数值模拟。结果表明,Re数对相变微胶囊悬浮液的对流换热效果的影响主要是通过相变区的位置和大小决定的。Re数越大,相变区越长,壁面温度越低,相应的修正对流换热系数和修正努塞尔数越大,对流换热效果越好。     

孔型及冷热壁面温差对砌块的传热影响

绿色发展是建筑行业的发展方向,选择合理的外墙结构形式可以降低建筑物的能耗损失。建筑外墙的热工性能优化研究对减少建筑能耗具有重要意义。其中,混凝土空心砌块的结构优化成为了一项重要工作。使用数值仿真软件模拟了砌块的传热过程,探究了不同孔型对砌块的传热效率影响。结果表明:增大自然对流,减少对流短路,可以减少传热量,矩形孔洞最适合作为砌块的空气夹层。并在此基础上,根据夏热冬冷地区的气象参数选取了两组典型壁面温差,重点研究了冷壁面和热壁面温差对砌块热工性能的影响,结果表明:不同的壁面温差对砌块传热效率有很大的影响。     

弯曲微通道内流体的传热特性分析

应用CFD模拟对弯曲微通道内流体的传热特性进行了分析,得到了距入口π/4处横截面上内、外壁面上局部努塞尔数沿截面上的分布,并给出了壁面平均努塞尔数随雷诺数和无量纲曲率的变化。