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。     

对流强化式辐射板实验与性能分析

测试了一种对流强化式辐射板的供冷性能,分析了其供冷量的影响因素,具体计算了辐射板与各个表面的辐射换热量,与周围空气的对流换热量及表面传热系数。分析计算了该辐射板在不同温度环境中的供冷量。     

瞬态热线法导热系数测试中的自然对流影响

基于瞬态热线法导热系数测试原理,试验测量了微细金属丝(Φ=0.06 mm)水平、垂直放置时的空气加热过程,获得了不同加热功率下的空气导热系数。采用了考虑自然对流影响的空气导热系数估算法,对估算法与瞬态热线法计算的导热系数进行对比分析。分析结果表明:金属丝水平放置时两种方法的计算值吻合度好,但与空气导热系数的标准值差别较大。当加热功率较小,垂直放置时两种方法的计算值偏差稍大,基于瞬态热线法计算的空气导热系数准确度较高;而加热功率较大时,两种方法的计算值偏差较小,基于瞬态热线法计算的空气导热系数准确度较低。通过微细金属丝表面自然对流换热强度的理论分析,认为随着金属丝表面温度的升高,水平加热普遍大于垂直加热时的自然对流换热系数,瞬态热线法计算导热系数时,会受到微细金属丝加热表面自然对流换热强度的影响。     

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。     

人工冻结粉土未冻水含量测试试验研究

未冻水含量测试是冻土科学研究中的一个重点和难点问题。为测定粉土中未冻水含量,将小体积土样冻透后,放置在温度恒定的空气中,依靠自然对流加热融化,记录其中心温度–时间变化曲线。根据牛顿冷却定律,建立一个反映冻土温度随时间变化的计算模型,应用该模型拟合温度–时间曲线的融土部分,得到融土与空气表面的对流传热系数;拟合温度–时间曲线的相变部分,确定某地区的粉土冻结点。根据冰的质量和相变过程吸收热量的关系,建立冻透状态下未冻水含量的计算模型及测试方法。应用该方法进行粉土未冻水含量测试,结果表明,该粉土冻结至－4 ℃时未冻水含量在3.75%左右。反演土样融化过程的理论计算温度与实测值吻合较好,表明了提出的理论模型及测试方法的可行性。     

基于Gebhart-Block模型的大空间建筑对流热转移负荷分析

针对大空间建筑喷口分层空调系统,从Gebhart-Block模型出发,完善多股喷口射流子模型并建立模型中各区域的质量平衡方程和能量平衡方程。由方程迭代求解室内各区域垂直空气温度和内壁面温度。通过分析喷口送风形式下对流热转移负荷的形成机理,利用GebhartBlock模型计算稳定传热条件下的对流热转移负荷。再通过上海理工大学缩尺模型试验台,对所建模型进行验证,得到适合于喷口送风形式下的分层空调对流热转移负荷的计算方法。文章的创新在于利用理论模型计算大空间喷口送风分层空调的对流热转移负荷,揭示了对流热转移负荷的形成机理。     

地埋管内空气与埋层传热的数值模型

建立了单层埋管单向流动地道风换热器的物理数学模型,集成了岩土温度的二维非稳态导热显式数值模型及空气温度和含湿量的一维对流-扩散隐式数值模型。采用有限体积法进行空间离散,管内空气计算参数采用逆风格式。提出了依次计算空气湿度、计算空气温度、修正空气湿度、计算岩土温度的顺序算法。该模型既适用于浅埋也适用于深埋系统。用深埋地道实测数据验证了该模型的准确性。     

单排椭圆管散热器散热量的实验研究

本文对三种不同尺寸的单排椭圆管散热器的热工性能进行了实验研究。结果显示,垂直安装散热量要优于水平安装,计算温差对散热量的影响要大于流量。通过推导得出了椭圆管散热器外表面对流换热系数与计算温差的函数关系。     

单徘椭圆管散热器散热量的实验研究

本文对三种不同尺寸的单徘椭圆管散热器的热工性能进行了实验研究。结果显示，垂直安装散热量要优于水平安装，计算温差对散热量的影响要大于流量。通过推导得出了椭圆管散热器外表面对流换热系数与计算温差的函数关系。     

薄壁箱型梁桥日照温度场的数值计算分析

基于箱梁内空气为完全透射体,内壁混凝土表面之间仅有辐射换热和对流换热的基本假定,建立了薄壁箱型梁桥日照温度场的数学模型.根据实测环境温度分布,用平面四边形等参数单元PLANE55和表面效应单元SURF151建立了托克托准格尔黄河特大桥二维瞬态温度场的有限元模型,计算了箱梁在不同时刻的日照温度分布,并与现场的实测数据进行了比较和分析,得出如下结论:在日照作用下,箱梁顶板上下缘之间的温差最大值约在下午14:00出现;理论计算的温度时程曲线与实测的温度时程曲线吻合较好;混凝土壁板中的温差分布,可以采用指数曲线进行拟合.     

基于缩尺模型的下送风分层空调室内热环境实验研究

大空间建筑具有体积大、高度高的特点,采用全室空调将会产生极大的能源浪费,因此,分层空调的应用越来越受到重视。考虑到实际建筑中难以人为控制各种扰量的产生,在下送风分层空调的缩尺模型实验房中进行了室内热环境的实测实验,采用电热膜模拟实际建筑通过围护结构的传热量,室内设置多个温度测点记录热环境的变化。将多个实验工况结果进行对比,分析了变送风温度、送风量以及围护结构得热量3种因素对室内热环境的影响规律,为后续大空间下送风形式分层空调的深入研究奠定基础。     

大空间建筑室内气流组织数值模拟与舒适性分析

分别对采用百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调、置换通风方式的大空间建筑空调室内气流的速度场和温度场进行了数值模拟,并对其结果进行了实验验证。根据ADPI指标对这几种送回风方式进行了热舒适性评价.结果表明,分层空调和置换通风是大空间建筑中较好的气流组织方式。     

车站高大空间空调系统气流组织与热舒适性分析

兼顾人体热舒适和建筑节能的要求,对目前车站高大空间空调气流组织的数值模拟研究报道进行对比分析。分析结果显示,人们对高大空间建筑室内热舒适要求高于居住建筑和办公建筑;从满足人体热舒适角度出发,空调送风加地板辐射供冷方案适于夏季满员工况,地板辐射供热加空调加湿方案适用于冬季满员工况;高大空间的空调系统适宜采用上送上回的送风方式,其温度场和速度场均优于上送下回的空调送风方式;在高大空间内设置分层空调系统将在一定程度上降低空调能耗,且分层空调中送风速度对分层界面的位置影响较大,送风温差对高大空间分层空调的温度分布和流场分布有较大影响。     

大空间建筑侧送分层气流组织数值模拟与探讨

利用分层气流组织有利于大空间建筑的节能和热舒适。本文分析了大空间建筑的负荷特性，认为内部垂直温度分布对大空间得失热有着重要的影响，介绍了典型的侧送风实现分层气流组织的方法及其在大空间建筑中的应用，探讨了在夏季和冬季条件下的分层气流组织的实现方式，通过数值模拟研究了分层气流组织在两个季节中流场分布特点，为大空间建筑暖通系统的节能和室内热环境的改善提供依据。     

A new virtual sphere method for estimating the role of thermal mass in natural ventilated buildings

The role of thermal mass is very important in natural ventilated buildings. Thermal mass can be classified as external thermal mass and internal thermal mass. In this paper, a heat balance model for naturally ventilated building is developed. The effect of external thermal mass is introduced by harmonic response method, and the effect of internal thermal mass is calculated by virtual sphere method which can lump different shapes and types into one virtual sphere. The effective convection heat transfer coefficient is presented to represents the effect of uneven distribution of internal thermal mass temperature. Through comparison with Li's model [1] and numerical calculation, it was found that the model is more suitable than the others, especially in estimating decrement factor of indoor air temperature. The errors of time lag become smaller when the fluctuation of indoor air temperature is smaller. Based on the model, a simple tool is developed to evaluate the indoor air temperature and required internal thermal mass for certain naturally ventilated buildings.     

载人航天器舱内通风空调特性和数值模拟

由于载人航天器这一密闭狭小空间及其微重力这一特殊环境,舱内通风空调问题和热舒适环境与地面的HVAC问题不同,微重力效应特别是自然对流大为减弱影响着通风换热效果。本文首先分析了舱内通风空调问题的特殊性,通过无量纲分析和计算微重力的流体力学效应,然后利用FLUENT软件对两种集中通风方式进行数值模拟。模拟结果表明：微重力下几乎不存在“冷风下坠”或者“热羽”现象;集中斜进风在一定的进风角度和Re数下出现分岔解现象;与常重力相同通风条件下,微重力下自然对流的减弱使得舱内温度降低,换热减少,因此满足常重力热舒适要求的通风条件不一定满足微重力下热舒适性的要求。     

方形散流器送风参数对气流分布影响实验研究

本文目的是研究方形散流器的送风参数对室内气流分布的影响规律。在模拟建筑内区的空调实验室进行了实验，测出了不同送风参数下室内所有测点的温度和速度。对实验数据分析得出空气分布特性指标、温度不均匀系数以及速度不均匀系数与送风速度的关系曲线，并用TECPLOT软件实现了温度场、速度场的可视化。结果表明在室内热源和控制温度不变时，随着送风速度的增大，送风温度升高，送风温差减小，室内工作区的空气分布特性指标增大。     

Numerical analysis of outdoor thermal environment around buildings

Simulation of thermal environment around buildings is of great importance for residential microclimate study. In this article, a numerical method is proposed to simulate the outdoor thermal environment around buildings. By the method, temperature distributions of the outdoor air, building surfaces and ground surfaces are achieved by combining computational fluid dynamics (CFD) calculation of air flow and energy balance equations calculation of surfaces. In every computing time step, the outdoor air distribution is calculated as quasi-steady condition. And the surface temperatures of buildings and ground are simplified as “shadow zone temperature” and “sunshine zone temperature” to reduce the calculating time and memory space. Response factor method is employed to deal with the transient heat transfer between outdoor air and surfaces of buildings and ground. The numerical method is validated by the measured data of outdoor thermal environment around one single building and the simulated temperature distributions are illustrated and analyzed at different time in a day.     

太阳墙式空气集热器的供暖试验研究

介绍了一种用于普通建筑物供暖的太阳墙式空气集热器。对集热器在竖直放置时,自然对流和强迫对流方式下的集热效率进行了试验测试,强迫对流方式下的平均集热效率为60.6%。采用风机强迫对流为普通建筑物供暖,可基本满足冬季室内温度的要求。     

Outdoor Air Contaminants and Indoor Air Quality under Transient Conditions

The indoor concentrations of contaminants originating from outdoor sources have been measured and calculated under transient conditions. The results show that contaminants that are supplied to an office building via the ventilation system can reach considerably high concentration levels. The indoor/outdoor concentration ratio and time lag are dependent on the air change rate. In buildings with low air change rates the indoor concentration variations are smoothed out compared to buildings with high air change rates. The results from the theoretical model are compared to the results from both laboratory and field measurements and the model is verified for well mixed conditions in a 20 m³ test chamber. The model can be used to simulate different control strategies for reduction of indoor contaminant concentrations related to outdoor sources. One such control strategy is based on reduction of the outdoor air change rate during periods with peak outdoor contaminant concentrations.