大空间建筑室内热环境CFD模拟中壁温及室温的求解

应用PHOENICS软件模拟某体育馆的室内热环境,将壁温作为模拟的第一类边界条件。建立了室内表面对流辐射耦合换热方程,着重讨论了采用表面换热分析法求解表面传热系数以求解壁温的方法。因壁温计算和室温计算互相耦合,采用迭代计算的方法求解壁温和室温。模拟计算结果与实测结果基本吻合。     

建筑墙体表面传热系数辨识研究

对实验房间南向墙体内表面中心区域的换热过程进行实验，发现当风速在0－5．5m/s之间时，表面传热系数在8－18W（m^2.K）之间波动，而风向对墙体表面传热系数影响不大；用辅助变量法分析墙体表面传热过程，并结合实验推导出墙体表面传热系数。模型的预测结果与实测结果吻合良好。     

严寒地区被动房辐射楼板换热性能实验研究

对哈尔滨地区某被动房样板间楼板的换热性能进行实验研究。该被动房为顶棚辐射供暖,测试了供回水温度、围护结构内表面温度及空气温度,计算得到了顶棚和地面的辐射换热系数和表面传热系数、辐射热流密度和对流热流密度以及总热流密度。实验样板间位于第3层,仅南墙为外墙,室外空气温度在-8. 9～-2. 1℃范围,供水温度在30. 0～31. 6℃范围。实验结果表明,当室外温度为-2. 1℃,邻户正常供暖,但该样板间未供暖时,其室内空气温度也能达到21℃左右。供暖开启后,供水温度在30. 0～31. 6℃范围内每上升1℃,室内空气温度上升1. 3℃。辐射换热占比约为91. 5%。在顶棚辐射换热量计算中,可以根据辐射热流密度估计总热流密度。辐射换热系数和表面传热系数随供水温度的升高而升高,且辐射换热系数比表面传热系数高一个数量级。顶棚辐射供暖中,总热流密度随顶棚表面温度(或供水温度)的升高而升高。总热流密度和顶棚表面温度之间存在很强的线性关系。文末附有严寒地区被动房的应用实例视频,可扫二维码观看。     

地板辐射式采暖与散热器对流式采暖的对比分析

本文针对地板辐射采暖与散热器对流供热方式各自的特点，计算分析了两种采暖房间的热力过程，得出这两种供暖房间在室内综合换热系数、通过围护结构的传热系数以及室内诸温度等方面的热力特征有许多差别。并在相同舒适度条件下，对国内常见几种围护结构两种供暖方式房间的能耗进行了对比。研究表明地板采暖中辐射供热的份额(相对于对流式采暖)越大，两种供热之间的差异就越大。     

钢桥表面相对湿度的边界条件计算方法

表面相对湿度是决定钢桥腐蚀速度的重要因素,精确计算表面相对湿度的关键在于选取合适的温度场边界条件,因此进行了拱肋模型相对湿度测试试验,利用有限元分析软件ABAQUS的DFLUX与UVARM子程序实现了钢桥表面相对湿度计算,并对比分析了不同太阳辐射、辐射换热及对流换热的计算方法对钢桥表面相对湿度模拟结果的影响。结果表明：太阳辐射强度对表面相对湿度的影响主要集中在日出、日落时段,采用Hottle模型计算的日总太阳辐射偏大,导致表面相对湿度偏低,建议使用实测太阳辐射数据计算太阳辐射热流密度;天空及地面的辐射换热对表面相对湿度的影响不容忽视,利用简单的大气辐射换热替代天空、地面辐射换热,会导致结构吸收热量增加,表面相对湿度显著减小,建议在计算辐射换热热流密度时考虑天空温度、地面温度的影响;白天对流换热对结构有降温作用,促使表面相对湿度升高,夜晚对流换热作用对结构有升温作用,促使表面相对湿度降低,目前对流换热系数计算方法多基于混凝土结构开展,后续可进行适用于计算钢桥表面相对湿度的对流换热系数研究。     

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。     

地板辐射供暖热力特点及影响因素分析

分析了地板辐射供暖的热力特征和影响因素，得出在室内综合换热系数、围护结构传热系数以及室内温度等方面的热力特征与对流式供暖有差别。     

沥青洒布车导热油加热系统设计

总结目前在沥青洒布车上应用的导热油循环加热系统的两种类型,阐述外置导热油炉式沥青加热系统的设计步骤,指出采用沥青泵循环或安装搅拌装置强化管外对流换热是提高换热速度的重要措施,提出了以按自然对流状况计算所得的总传热系数为参考,确定强制对流换热时的总传热系数,并据此计算所需换热面积的方法。实践证明,所设计的导热油循环加热系统能完全满足沥青洒布车施工时对沥青的加热升温要求。     

辐射供冷末端不同边界条件下的数值计算对比

以一个由4个壁面构成一体化辐射末端的办公室模型房间为例,基于计算流体力学(CFD)技术对辐射空调末端边界条件分别采用定热流密度和定温两种处理办法计算出相应结果,对比分析研究表明:在室内空气为自然对流的情况下,采用定热流密度边界条件,计算收敛难度大而且室内温度高达30℃以上,难以满足热环境的舒适性;采用定温边界条件,室内的温度场分布较均匀且在22~24℃左右,房间温度处于舒适性合理区域。因此,室内空气处于纯自然对流条件时,对辐射空调系统一类问题的数值计算辐射末端适宜采用定温度边界条件。     

房间表面间辐射换热计算的光照系数法

本文讨论了采用光照系数进行房间表面之间辐射换热计算的方法，采用光照系数的概念，不仅反映了表面之间的直接投射辐射，而且也同时考虑了其它表面的反射，这种方法对于表面温度动态变化时特别有效，当利用计算机进行态冷热负荷模拟计算时，这种方法是最适合进行表面间的辐射计算。