地板辐射供冷室内热环境改善研究

在地板辐射供冷中,室内空气温度常出现较大的竖直温差,使人产生头热脚冷的不舒适感。为改善地板辐射供冷中竖直温度分布不均匀的状况,采用吊扇通风和风机盘管侧吹通风来优化气流组织,改善室内温度场及舒适度。实验结果表明:与无通风相比,有通风时室内竖直温差由5℃左右降到1℃以下,显著改善了室内空气竖直温度分布不均匀的现象;供水流量与温度相同时,与无通风和风机盘管侧吹通风相比,吊扇通风时地板温度最高、空气温度最低、竖直温差最小,室内热环境最舒适,环境质量改善显著。     

置换通风系统室内温度分布的实验研究

实验研究了置换通风系统送风参数和环境参数对室内温度场分布特性的影响.测量了不同送风量、送风温度和夹层空气温度下室内不同测点及人体不同部位上的竖直温度分布,并将实验值与CFD模拟结果进行比较,结果表明二者吻合较好.不同参数条件下的实验结果表明,随着送风量的增大,热分层高度相应提高,但送风量达到一定值后,其对竖直温度梯度的影响明显减小;送风温度的变化只对室内整体温度产生影响,而几乎不影响室内温度梯度;夹层空气温度的升高对室内下部温度影响不大,而上部区域温度升高明显.     

热水地板辐射供暖系统的设计与数值模拟

介绍了热水地板辐射供暖系统的设计。对采用热水地板辐射供暖系统的办公室的速度场、温度场进行了数值模拟,室内气流分布比较均匀,没有吹风感觉,竖直方向温度梯度较小,热舒适度较好。     

基于有限元法的混凝土固化期温度场分析

采用数值模拟的方法研究大体积混凝土挡土墙温度场的分布规律。几何模型通过六面体单元划分为有限元模型。在有限元模型中,将混凝土水化放热作为生热率。数值结果表明最高温度出现在混凝土中心。中心部位温度梯度大,温度由表面向中心逐渐升高,温度曲线逐渐密集。混凝土在120 h时出现最大温差为28.1℃。在水化热产生的80~120 h,应注意混凝土的养护,避免温差产生温度裂缝。采用的方法可以计算混凝土温度场的分布,为温度裂缝的产生提供预测指导。     

通风窗送风量对冬季室内热环境的影响研究

本文在实验验证模型的基础上,模拟扩展研究冬季工况下不同室外温度,通风窗不同送风量对室内热环境的影响。研究结果表明当室外温度小于-3℃时,开启通风窗会降低室内热舒适度,通风窗不宜开启。在满足室内热舒适要求的前提下,通风窗可先利用高档位短时间送风,之后保持低档位送风,有效去除室内污染物的同时,保持室内较高热舒适度。     

地下超长结构环境温度效应数值模拟分析

为分析环境温度对地下隧道结构温度场、温度应力场及变形的影响,基于对隧道超长钢筋混凝土结构使用阶段结构变形实测数据,利用ANSYS10.0软件对南京玄武湖隧道90m长无缝结构的环境温度效应进行数值计算分析。结果表明,环境温度作用下隧道结构温度由内壁向外围土体形成明显的温度梯度,结构温度随环境气温波动,而且波动存在滞后相位;负温差作用下结构沿纵向产生拉应力,由内壁至外壁逐渐减小,最大拉应力位于中间截面;负温差作用下结构沿纵向收缩变形,且变形大小与结构内温差呈线性关系,最大位移位于结构无缝段端部截面,其值比实测值略大。环境温度效应对地下超长混凝土隧道结构的影响不容忽视。     

混凝土箱梁日照温度效应研究

以衢宁铁路某大桥为工程背景,进行箱梁温度场及温度应力现场测试,总结箱梁顶板、底板和腹板的温度分布规律,拟合出适合该桥的箱梁竖向、横向温度梯度模式,并采用拟合的箱梁温度梯度模式分析箱梁日照温度应力,与实测温度应力对比,验证其准确性和适用性。结果表明:箱梁底板存在明显的呈非线性分布的竖向温差,在进行竖向温度梯度拟合时不能忽略;拟合的箱梁横向温度梯度模式考虑两侧腹板的横向温差,与箱梁实测横向温差分布更接近;考虑箱梁竖向和横向温差共同作用下的温度应力计算结果与实测温度应力吻合更好,在分析箱梁日照温度效应时,不能忽略箱梁的横向温差作用。     

不同供暖末端室内热舒适实验研究

实验测量了室内设计温度为18℃时,分别采用风机盘管、顶板辐射、侧墙辐射、地板辐射4种不同供暖末端时的室内温湿度、空气流速和壁面温度等。结合16名受试者的皮肤温度测试和主观问卷调查,对比分析了这4种供暖末端的热舒适性。结果表明:4种供暖末端室内竖直温差和辐射非对称性均满足热舒适要求;地板辐射的竖直温差最小,脚背温度及脚部热感觉和热舒适投票最高,整体热舒适和热可接受度都高于其余3种末端;顶板辐射的头部和上身热感觉和热舒适投票高于其余3种末端;毛细管网底端距地面0.5m的侧墙辐射,头脚温度梯度最大,其整体热感觉与热舒适投票均偏低;对于顶板辐射和风机盘管,在空气温度相差不大时,有较高黑球温度的顶板辐射的热感觉和热舒适投票更高;PMV预测评价辐射环境热舒适时,需对其进行修正。     

基于气象资料的连续配筋水泥路面结构温度场研究

为研究连续配筋水泥路面结构温度梯度模式,基于传热学理论,应用有限元数值方法,综合考虑气象因素和太阳时变几何参数,对南京附近地区连续配筋水泥路面结构温度场进行了模拟和分析,提出适合连续配筋水泥路面结构的温度梯度模式。研究结果表明:太阳最大辐射量出现的时间比最高气温出现的时间提早将近2 h;水泥路面顶板在夏季的最大温差为20℃,冬季的最大温差为10℃;稀浆封层和基层内部温度变化较小,温度沿深度方向的变化近似呈线性,基层底部的日温度变化仅为1~2℃。     

铁路站房高大空间渗风量与温度梯度测试研究

针对夏热冬冷地区铁路旅客站房冬季渗透风及热分层问题,以武汉某铁路站房为调研对象,对候车区高大空间开口尺寸,渗透风量和温度分布进行实地调研。结果表明,调研时段站房总渗透风量达到61.2万m~3/h,折合换气次数为2.1次/h,其中高架候车室渗透风量为54.7万m~3/h,折合换气次数为2.0次/h,整个站房单位空调面积渗透风热负荷为68.5 W/m~2。高大空间下部候车区温度为15.0℃,顶部温度为20.0℃,上下温差为5℃,温度梯度下部较高,上部平缓,平均约为0.28℃/m。调研结果为站房运行节能提供了技术参考。     

基于生物质燃料牧区燃池烟道性能优化研究

为了改善蒙东牧区冬季供暖存在的室内地面局部过热和热舒适度差的问题，文中以牧区典型户用生物质燃料地下燃池-烟道供暖系统为研究对象，通过现场实际测量和ANSYS数值模拟相结合的方法，采用地面温度场分布、地面瞬时温度、地面瞬时平均温度和地面瞬时温度标准差等指标，分析了现状烟道模型和改进后的3种模型的地面温度分布情况。结果表明：通过对4种不同模型烟道和地面的温度场分析对比可知，加入导烟墙可有效降低地面温度，3种改进模型地面温度分布情况优于现状烟道，地面的局部过热现象得到改善，地面温度分布比较均匀；改进模型Ⅲ地面测点的最大温差为4.1℃,平均温度温差为1.6℃,温度变化幅度较小；改进模型Ⅲ在卧室2、卧室1、客厅的地面瞬时平均温度值分别为29.85℃、28.95℃、29.65℃,都在人员停留区的适宜范围内；地面瞬时温度标准差最高为3.2℃,最低为0.2℃,随燃料燃烧的时间变化幅度较小，改善了室内地面温度的均匀性，提升了牧区室内的热舒适度。     

高层住宅底层架空空间夏季热环境研究——以重庆市为例

近年来国家高度重视人居环境的改善,要求提高居住区公共空间的品质,而我国大量已建成高层住宅并未充分考虑架空层的空间品质,导致架空层闲置率高。同时国内缺乏对架空空间热环境系统理论的研究。为解决此问题,以重庆市典型高层建筑架空空间为例,进行调研、夏季热环境实测及问卷调查。结合调研和实测数据分析了设计要素对于架空层热环境在不同活动下舒适度的影响,既开敞方式与建筑形态对于热环境舒适度有较大影响,而在静坐时需额外考虑架空形式和底界面材质,散步时需额外考虑开敞面积和围合材质。通过回归分析得出了重庆高层住宅底层架空空间夏季热环境的中性温度为30.17℃,热舒适温度区间为27.2～32.2℃和不可接受温度为36.43℃,为该类架空空间优化策略研究提供基础。     

工业厂房置换通风两种送风口形式的比较

对采用置换通风的厂房在不同送风口形式下的气流组织特性进行数值模拟,分析送风量对厂房内温度场、速度场、污染物浓度场的影响。结果表明:矩形送风口在下部单向流动区会产生较大温差,造成人体不舒适感,在上部混合区温度分布均匀,送风速度与平均温度呈负线性相关。圆柱形送风筒能较好满足舒适要求,在热源附近温度梯度大,送风速度较大的情况下室内温度分布趋于平稳,较矩形送风口除热效果更好。圆柱形送风筒排污效果更稳定,30分钟左右甲醛浓度分布均匀。矩形进料口具有较高的污染物去除效率,可广泛用于医院等高空气洁净度较高的工厂。     

饱和粉土冻胀过程试验研究及数值模拟

 为了研究温度梯度、冻结速率、土样高度和竖向压力对冻胀的综合影响,在不同试验条件下对饱和粉土进行了一系列一维土柱冻胀试验,试验中测量土样温度、竖向压力、冻胀量和补水量。试验结果表明：在温度场处于准稳态时,冻胀速率与温度梯度成正比例增长关系,冻胀速率随着竖向压力增大而线性减小;定义比冻结速率为冻结速率与土样高度之比,当温度场处于瞬态时,冻胀速率随比冻结速率成幂函数增长,增长率随着比冻结速率增大而减小。提出了综合考虑温度梯度、冻结速率、竖向压力和土样高度的冻胀计算公式,在此基础上推导了考虑水分迁移的冻土热扩散方程,提出了模拟冻胀和温度变化的数值模拟方法,通过一个数值算例计算了冻结过程中的温度和冻胀量变化,并与实测结果对比验证了该方法的可靠性。     

绿化率与居住区竖向微气候环境相关性研究

基于人们对居住环境舒适度要求的提高及生态节能的需要,绿化率对居住小区的热舒适性尤为重要。文章以西安居住区为研究对象,应用ENVI-met数值模拟软件对小区风环境和热环境进行了模拟,得出了3种绿化率条件下不同竖直高度上的温度和风速比。研究对高层居住区的规划和建筑设计提供了数据支撑。     

通讯基站柜内空调的传热传质模拟分析

基于实际气候数据及空调设备数据,运用fluent对机柜内进行传热模拟,并分析外界温度和风速变化对机柜内温度梯度的影响。模拟结果表明:当室外环境达到37℃,风速0.01m/s状态,只能给机柜20%空间初步降温;边界温度达到47℃,风速或者柜内循环风量提高100%,机柜内33℃以下空间将提高2.74%。当机柜内空气循环空间减小8.89%,温度每增加10℃机柜内33℃以上空间增加54.55%;机柜壁面温度47℃时,风速增加100%,机柜内33℃以下空间增加1.56%。     

大温差循环作用下混凝土温度响应及损伤模拟

通过数值模拟和试验相结合的方法，建立了混凝土三维球体随机骨料模型，利用有限元软件分析了温度响应和损伤积累过程，并通过大温差循环试验验证了模拟结果 .结果表明：随着温差循环次数的增加，混凝土导热性能变差，温度梯度呈增大趋势；骨料与砂浆界面处产生较大拉应力，损伤由界面开始产生；每次循环的升温过程拉应力增大，使得损伤逐渐积累并从界面向基体扩展，最终损伤区域连通；温度响应和静弹性模量损失率模拟结果与试验测定值吻合良好，数值模拟方法合理有效.     

SFCC现场导热系数与温度场实测及预测方法研究

为确定钢纤维页岩陶粒混凝土（SFCC）现场实际的导热系数,与桥面板施工同步制作了不同钢纤维体积分数的SFCC试件,采用热板法进行测定,校核并扩展了导热系数预测公式,并且对高温沥青摊铺时SFCC桥面板的温度场进行了实测和数值模拟.结果表明：环境湿度为67%时,SFCC的实测导热系数为0.915~1.409 W/（m·K）,增加钢纤维体积分数可提高SFCC导热系数;考虑湿度和钢纤维影响后的扩展Maxwell公式预测值与实测值吻合良好;高温沥青摊铺时桥面板SFCC混凝土内的温度梯度可达20.5 ℃,超过规范日温差,采用数值模拟可有效计算桥面板温度场.     

真空管空气集热器阵列风量分布的数值模拟

以真空管太阳能空气集热器阵列为研究对象,采用控制变量法,数值模拟研究进风量、干管内直径、各列集热器串联数量、太阳辐照度、进风温度对各列集热器风量分布的影响。不同进风量下,各列风量比例均先减小后增大,不仅变化趋势相似,而且数值也接近。不同干管内直径下,各列风量均先减小后增大,趋势随干管内直径的增大而减弱。干管内直径越小,各列集热器之间的风量不平衡情况越明显。不同各列集热器串联数量下,各列风量均先减小后增大,趋势随各列集热器串联数量的增大而减弱。各列集热器串联数量越少,各列集热器之间的风量不平衡情况越明显。不同太阳辐照度下,各列风量均先减小后增大,不仅变化趋势相似,而且数值也接近。不同进风温度下,各列风量均先减小后增大,不仅变化趋势相似,而且数值也接近。进风量、太阳辐照度、进风温度对各列风量分布的影响不明显。     

地下水温数值模拟在水源热泵工程设计中的应用

为分析沈阳市某小区地下水地源热泵项目复合井结构的合理性和地下水热贯通程度,建立了地下水流与温度耦合数值模型,对不同换热温差下的地下水温变化趋势进行了模拟预测.模拟结果表明,采用复合井结构可以满足水源热泵工程取回水要求,且5℃换热温差比7℃更合理、安全.经过一个供暖期运行和对地下水温的实际监测,证明了模拟结果的准确性.