耦合墙体扩散的室内双扩散混合对流输运过程

研究了建筑墙体传热传质与气流流动综合作用下室内双扩散混合对流过程,介绍了整体求解流体固体区域动量守恒方程、能量守恒方程、污染物组分守恒方程及热函数和质函数方程的数值方法,分析了送风强度、热源强度、污染源强度及墙体热质扩散性能对室内混合对流过程的影响,采用流线、热线与质线反映了热和污染物在墙体和建筑室内的输运过程。     

室内自然对流数值模拟分析

研究建筑围护结构传热与流体流动综合作用下室内自然对流数值模拟,建立了一套同时在固体-流体区域整体求解连续性方程、动量方程和能量方程的数值模拟方法。具体分析了瑞利数变化范围为104到106时建筑围护结构传热对室内自然对流的影响。数值预测结果表明:该方法能够真实反映室内自然对流问题。为室内自然对流问题数值模拟找到了一种实用有效的方法。     

碎石粒径对寒区路堤自然对流降温效应的影响

介绍了一种研究路堤碎石层自然对流效应的实验方法。对由碎石、卵砾石和砂砾石组成的6种试样进行了实验研究和理论分析,结果表明,在表面温度周期波动条件下,碎石层中能产生有利于寒区路基稳定的自然对流降温效应,利用平均Rayleigh数可确定碎石层自然对流的发生情况。在相同边界条件下,不同粒径的碎石层将产生不同的自然对流降温效应,其强度随粒径的增大而增大,并随表面温度周期波动而具有时间累加性。同时,确定何种粒径碎石的冬季降温效应为最佳还需要综合考虑其热传导性质。     

塑料管车间内自然对流研究

以生产产品和循环水箱工作情况下塑料管车间内自然对流传热为研究对象,采用计算流体力学、传热学理论进行数值计算,研究了Ra在103～107之间时,车间内流体流线、等温线的分布特征和变化和产品温度梯度。研究结果表明:随着Ra的增大,厂房内的热传输形式由热传导逐渐向对流传热转换;靠近产品处空气的温度梯度要大于中央区域等温线的温度梯度;空气在靠近产品处向上移动,靠近墙壁处向下移动,以产品为界分成顺时针、逆时针两个漩涡,小漩涡流速大于大漩涡;产品处温度梯度总是大于其他区域,循环水箱在侧面时产品温度梯度总是小于在中间情况;在存在自然对流现象的车间内,低品位剩余热量(循环水箱释放热量)可以改变车间内的温度和空气流动状态,是一部分可以利用的能源。     

封闭厂房内自然对流数传热数值研究

以封闭厂房内自然对流传热为研究对象,采用计算流体力学、传热学理论进行数值计算,研究了Ra在103～108之间时,封闭厂房内流体流线、等温线的分布特征和Nu数的变化,以及中心线上无量纲温度T、量纲速度Ux、Vy在不同Ra下的变化关系。研究结果表明:随着Ra的增大,厂房内的热传输形式由热传导逐渐向对流传热转换,且对流强度分布越不均匀,流线形状发生相应的改变;水平中心线上的无量纲温度由一条近似于斜率为45°的曲线逐渐变成温度急剧变化的"ㄣ"型曲线;竖直中心线与水平中心线上无量纲速度Ux、Vy随着Ra的增大而变大,Ux、Vy大小及方向的改变导致腔内涡流的产生;Nu随着Ra的增大而增大,二者的相关曲线呈幂指数关系。     

三维外肋管的自然对流换热特性的实验研究

对由重庆大学研制开发的新型三维外肋管的自然对流换热特性进行了实验研究。实验结果表明：在Rα＝2000—10000范围内，自然对流换热条件下三维外肋管试件1、试件2的换热系数分别是光管的1．3—1．6倍和1．5—2倍。对实验数据进行逐步回归，得出了实验条件下自然对流换热准则关系式，并对肋几何参数对换热的影响进行了分析。     

工业厂房不同高宽比对室内温度分布的影响研究

以工业厂房的高宽比对室内温度分布的影响作为研究对象,采用质量守恒方程、能量守恒方程进行数值计算,研究了Ra数在10 3~10 6之间时,不同高宽比的工业厂房内的等温线、流线的分布特征和Nu数的变化。分析结果表明：随着Ra的增大,房屋内的热传输形式由热传导逐渐向对流传热转换,等温线由竖直逐渐变得水平;室内的流线为环绕于模型边界的两个涡,并随Ra的增大逐渐被分裂,在B=0.5,B=1时,分裂为2个涡流,在B=3,B=2时,分裂为3个涡流,并伴有低湍动状态;Nu数随Ra数的增大而增大,二者的曲线呈幂指数关系,B=3时Nu数最大,表明此时由高温壁面向低温壁面传递的总热量最多。     

对流与扩散耦合作用下氯离子传输机理研究

干湿循环作用下氯离子在混凝土中的传输过程实质上是非饱和状态下混凝土中水分渗流和氯离子传输的耦合作用.通过试验方案设计,先令氯离子在混凝土中一维扩散,进而在混凝土的氯盐暴露面的对立面进行吸水,使水在混凝土中朝着与氯离子扩散方向相反的方向传输,带动氯离子向相反方向迁移,进而得到氯离子分布曲线.通过与自由扩散下的氯离子分布曲线相对比,得出反向对流作用下氯离子在混凝土中的迁移规律.试验结果表明:由于对流作用,氯离子在混凝土试件浅层3mm区域有一定的累积效应,但未出现明显峰值,且随着吸水时间的延长,这种效应在降低;在混凝土浅层6mm区域内,对流作用对氯离子含量的影响高于自由扩散情况,但在混凝土内部较深区域,两者对氯离子含量的影响并无太大区别.     

孔型和自然对流对空心砌块传热特性的影响研究

建筑墙体的传热特性是衡量建筑节能效果的重要参数之一。采用数值计算方法模拟三种空心砌块墙体的传热过程,分析孔型和孔内自然对流对空心砌块传热特性的影响,得出孔内空气自然对流的强弱是影响其热工性能的主要因素之一。     

具有表面辐射的建筑室内自然对流换热的研究

随着人们生活水平以及节能意识的提高,对建筑热工性能评价和建筑节能越来越重视。将建筑房间简化为含有多孔介质的双区域模型,因此,此类模型被应用到更多的领域。通过数值模拟展现了实际建筑环境中各物理条件对室内通风与热环境的影响,为室内舒适度的建设提供了依据。基于有限元法对含有多孔介质复合腔体这一类双区域模型的壁面热辐射与自然对流耦合换热问题在建筑房间内的应用进行了数值模拟分析。模拟了不同工况下多孔介质复合腔体内的流场和温度场随时间的变化情况。结果表明,表面热辐射对建筑房间内的自然对流换热有明显的增强作用;冬季与夏季,中间层与顶层不同的边界条件影响着室内的对流换热即方腔热环境的改变;多孔介质厚度d较大时能减弱传热,当到达一定值时影响不明显。     

建筑空间湿度分布特性对交叉扩散水平的影响

基于不可逆热力学分析,给出了建筑室内湿度分布特性对交叉扩散水平与特征的影响关系式,并结合室内实际的温度水平和污染气体浓度水平,进一步分析了湿度分布影响下的交叉扩散特征与水平。研究结果表明,湿度梯度与扩散附加扩散系数同号,则交叉扩散作用所形成的温度梯度和污染气体组分梯度小于零,反之则大于零;此外,在相同湿度梯度和扩散附加扩散作用下,初始温度水平和污染气体浓度水平越高,所形成的温度和污染气体组分梯度的绝对值越大,但初始温度的影响有限,而初始污染气体浓度的影响具有显著性。     

建筑外表面对流换热实验研究进展

建筑外表面对流换热系数是建筑节能和城市环境模拟中的重要参数。本文首先介绍了建筑外表面对流换热系数的常用测试方法,即热平衡法和热质比拟法,分析了这些方法存在的问题。然后对比了现阶段国内外已经存在的大量的建筑外表面对流换热系数的取值方法,及近年来国内外建筑外表面对流换热的现场实测实验和模型实验研究现状,分析总结了现阶段研究中存在的问题,并对未来的研究工作做了展望。     

3D-CFD analysis of diffusion and emission of VOCs in a FLEC cavity

This study is performed as a part of research that examines the emission and diffusion characteristics of volatile organic compounds (VOCs) from indoor building materials. In this paper, the flow field and the emission field of VOCs from the surface of building materials in a Field and Laboratory Emission Cell (FLEC) cavity are examined by 3D Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis. The flow field within the FLEC cavity is laminar. With a total flow of 250 ml/min, the air velocity near the test material surface ranges from 0.1 to 4.5 cm/s. Three types of emission from building materials are studied here: (i) emission phenomena controlled by internal diffusion, (ii) emission phenomena controlled by external diffusion, and (iii) emission phenomena controlled by mixed diffusion (internal + external diffusion). In the case of internal diffusion material, with respect to the concentration distribution in the cavity, the local VOC emission rate becomes uniform and the FLEC works well. However, in the case of evaporation type (external diffusion) material, or mixed type materials (internal + external diffusion) when the resistance to transporting VOCs in the material is small, the FLEC is not suitable for emission testing because of the thin FLEC cavity. In this case, the mean emission rate is restricted to a small value, since the VOC concentration in the cavity rises to the same value as the surface concentration through molecular diffusion within the thin cavity, and the concentration gradient normal to the surface becomes small. The diffusion field and emission rate depend on the cavity concentration and on the Loading Factor. That is, when the testing material surface in the cavity is partially sealed to decrease the Loading Factor, the emission rate become higher with the decrease in the exposed area of the testing material. PRACTICAL IMPLICATIONS: The flow field and diffusion field within the FLEC cavity are investigated by CFD method. After presenting a summary of the velocity distributed over the surface of test material and the emission properties of different type materials in FLEC, the paper pointed out that there is a bias in the airflow inside the FLEC cavity but do not influence the result of test emission rate, and the FLEC method is unsuitable for evaporation type materials in which the mass transfer of the surface controls the emission rate.     

船舶围壁空气层自然对流对传热系数的影响分析

本文采用数值模拟软件对不同室内外温度条件下的船舶水平及垂直围壁稳态传热进行模拟计算。结果表明水平围壁在冬季和夏季的传热系数存在明显的差异,而且冬季的传热系数要比夏季的传热系数大的多,这主要是水平空气层在冬季的自然对流比夏季的自然对流强烈。垂直围壁冬季和夏季传热系数的差异很小。结果也表明同一季节的室内外温差的变化对围壁传热系数的影响均很小。因此在计算船舶空调负荷时,水平围壁传热系数取值应对冬季和夏季予以区分而垂直围壁的传热系数选取不需区分冬季和夏季。     

混凝土结构对流换热效应的研究

综合分析了国内外学者对混凝土对流换热系数的研究成果，结合风洞实验，提出了混凝土对流换热系数计算公式，可用于混凝土结构温度效应分析。并利用有限元程序进行预应力混凝土简支箱梁的温度效应分析，计算中采用了标准化的太阳日辐射强度曲线和日气温变化曲线，以梁的跨中挠度和轴向变形的变化规律为例，讨论了对流换热系数取值对结构温度效应的影响。     

多孔介质应用于建筑结构的热质传递及制冷性能分析

本文将含湿多孔介质床层应用于建筑围护结构,利用多孔介质内水分蒸发的吸热作用,为房间提供部分冷量。本文在建立非饱和多孔介质热质迁移过程数学模型的基础上,分析了室外环境参数及多孔介质床层结构对床层内温度分布、蒸发量场及水蒸气迁移的影响,为多孔介质蒸发制冷板应用于建筑结构的推广和应用提供了理论指导。     

高层建筑外表面对流换热系数的数值模拟研究

通过西安市1幢既有高层住宅建立几何模型,以西安地区的自然气候条件为基础,运用CFD软件模拟外墙外表面的对流换热系数情况。研究结果表明风速对高层建筑对流换热系数影响很大,并成正比例关系;建筑高度对对流换热系数也有一定影响,主要表现在迎风面上成正比,背风面上无明显影响;风向投射角也会影响高层建筑表面的对流换热系数,在迎风面上随着夹角的变大对流换热系数也变大,对背风面无太大影响。     

建筑材料热湿相关系数实验测量与分析

建筑材料热湿相关系数表征了材料中含湿量与温度的耦合关系,因此进行建筑材料热湿相关系数的实验测量对研究建筑围护结构的热湿传递有重要意义。在一定的温湿度范围内,通过实验的方法测定了南京市常用几种建筑多孔砖的热湿相关系数,并进行了其影响因素分析。