太阳直射辐射对地板供冷系统的影响分析

研究太阳直射辐射因素对地板供冷系统管内供水流速及地板表面温度的影响,给出建议的供水参数。通过谐波反应法分别计算出有无太阳直射辐射因素影响时的室内逐时冷负荷(即地板辐射供冷系统的供冷量);分析不同供回水温差下的管内供水流速以及不同供回水平均温度下的地板板面温度,并与已有研究进行对比。得到了是否考虑直射辐射影响这2种情况下的供冷量表,不同供回水温差下是否考虑直射辐射这2种情况的管内水流速表以及不同供回水平均温度及流速下的板面温度对比图。太阳直射辐射因素对地板辐射供冷系统影响较大,有太阳辐射影响的白天时间段内供回水平均温度建议选择14.5℃,可满足全天75%~80%的地板板面温度要求,无辐射影响的夜间时间段供回水平均温度建议选择16.5℃。     

西安地板辐射空调优化及室内热环境研究

在现有地板供暖设计状态下,采用有限元分析法对二维辐射地板导热微分方程进行数值模拟计算,研究不同供回水平均温度、填充层厚度、盘管间距对地面温度和热流密度的影响,分析高温冷水地板供冷系统的供冷能力和结露问题。获得保证地面不结露的地板设计参数以及表面释冷量限值;在该地板设计条件下,通过对具体房间热环境的模拟计算,得到在西安整个夏季室外温度时,该系统在供冷初期和末期可保证基本的热舒适要求,只有在供冷中期单一的地板辐射供冷不能满足人体的热舒适性,需加其他辅助空调。     

地板辐射供冷+置换通风复合式系统供冷性能的数值分析

利用CFD对考虑地板传热的三维建筑模型进行模拟,得出换气次数,供回水平均温度和建筑外墙的内表面温度对地板表面温度,辐射换热量和总换热量的影响,以此得出这些因素对地板辐射供冷+置换通风的复合式系统的供冷性能的影响。结果表明:换气次数每降低1h~(-1),地板表面温度升高约0.26℃,辐射换热量升高约1.07 W/m2;供回水平均温度每升高1℃,地板表面温度升高约0.65℃,辐射换热量降低约2.01 W/m~2,外墙的内表面温度每升高1℃,地板表面温度升高约0.25℃,辐射换热量升高约2.08 W/m~2;由于对流换热系数约为0.5～1.0 W/(m~2·K),地板表面的总换热量中对流换热量占比很小,这主要是置换送风时,地板附近空气的垂直温差较小导致的,所以在不考虑地板的供冷能力变化的条件下,其他形式的送风系统可能是更合适的选择。     

华东地区低温地板辐射采暖实验及模拟

利用实验分析了影响低温热水地板辐射供暖系统达到稳态运行的热工性能基础上，建立了传热过程的数学模型，确定了管间距、供回水平均温度、地板表面覆盖层等因素影响地暖达到稳态的关系，指出了除表面覆盖层对其影响较大以外，其余因素相对较小。此外还引入相对传热系数来表征不同环境、围护结构情况下对地暖预热达到稳态时间的综合影响。     

槽式太阳能聚光集热器传热性能研究

建立了槽式太阳能聚光集热器单侧吸收高热流密度的传热数学模型.该传热数学模型将金属吸热管壁面所能接受到的非均匀热流简化为矩形分布,考虑了金属吸热管管壁的周向导热,选取Dudley的试验数据验证了传热数学模型的可靠性并分析了影响集热器传热特性的主要因素.通过Fluent软件研究了槽式太阳能聚光集热器金属吸热管的周向温度分布规律.结果表明:该传热数学模型具有一定可靠性;流体温度、太阳辐射强度和流体体积流量是影响集热器管内换热特性和管壁周向温度分布的主要因素.     

槽式太阳能聚光集热器传热数学模型研究

为了计算分析槽式太阳能集热器的传热特性,将金属吸热管表面的热流密度不均匀特性考虑在内,建立了一种传热数学模型;该模型将金属吸热管管壁所能接受到的热流密度简化为矩形分布,考虑了管壁的周向和径向导热。本文以Dudley的试验数据为依据对其进行计算验证,同时也进行了不均匀热流边界条件下槽式太阳能吸热管的管内流动模拟研究。计算结果和模拟结果都与文献提供的数据有较好的吻合度,集热器出口流体温度和效率与试验数据的最大相对误差分别为0.91%和4.79%。该传热数学模型可用于槽式太阳能集热器传热热性的计算分析。     

半周加热内螺纹管中超临界水传热特性的数值模拟及机理分析

为了研究700℃高效超超临界锅炉和超超临界循环流化床锅炉水冷壁管中工质水的流动传热规律和机理,采用SST k-ω湍流模型模拟了大比热容区内半周加热条件下长度为2 m、水力直径为19 mm的垂直上升四头内螺纹管中超临界水的流动传热特性。结果表明:半周加热条件下内螺纹管内壁温度和热流密度呈现类似抛物线分布,在内壁热流密度变化不大的局部区域(圆周角φ=0°～90°),内壁温度在肋底与背风侧交点处达到最大值,在肋顶与迎风侧交点处达到最小值,内壁热流密度的变化趋势与之相反,这是由内螺纹肋的旋流作用造成的,内壁热流密度的周向分布不是影响超临界水传热特性的唯一因素;超临界水发生传热强化现象主要是由于其在边界层内的比热容份额较大导致的,而与湍动能的大小无关。     

铜-R22分离式热管传热特性的试验研究

采用铜管模拟分离式热管蒸发段,以R22为工质,在热流密度1～5 kW/m2、蒸发温度30～60℃和蒸发段倾角10°～90°范围内,研究了这种分离式热管的传热特性.分析了热管的启动特性以及热流密度、蒸发段倾角和充液率对其传热特性的影响.结果发现:以R22为工质的分离式热管具有良好的启动性,蒸发段合理的充液率为80%～100%,在试验参数范围内,热流密度、蒸发段倾角和充液率对热管的传热性能没有明显影响.     

叶片热障涂层结构内的非定常传热效应

在热冲击与脉动热流边界条件下,应用数值方法求解一维非傅立叶导热方程,分析双层结构热障涂层内的一维非定常传热特性。计算模型引入壁面曲率修正,考虑了涡轮叶片表面的型线曲率影响。分析结果表明:涂层材料热松弛时间的长短是瞬态传热特性的决定因素。边界受瞬态冲击热流条件下,涂层内的温度分布在10倍的松弛时间后达到平衡分布。边界热流脉动周期与松弛时间相当时,涂层内热流出现了波状传输,热障涂层内的温度呈波状分布。非傅立叶导热方程预测的温度交变厚度大于抛物型方程预测的厚度,显示了高频热流作用下,涂层材料可能发生疲劳破坏。叶片表面的的凸形曲率以指数率形式,增强了涂层内温度波幅度,解释了叶片前缘等处涂层易出现裂纹的现象。     

半周加热半周绝热的熔盐吸热管传热特性研究

建立了描述半周加热、半周绝热的不均匀热流边界条件下熔盐吸热管内热传导与热对流换热的数值模型,模型考虑了管壁导热和熔盐的变物性.采用Fluent软件,通过求解三维N-S方程和能量方程,对熔盐吸热管的传热过程进行了模拟,并在熔盐吸热传热实验平台上进行了试验研究.模拟计算与实验结果基本一致.揭示了熔盐吸热管在高温、高热流密度条件下的管内流速和温度分布规律及其换热特性,为塔式太阳能热发电熔盐吸热器的设计和运行控制提供了重要依据.     

地板辐射与下送风复合式供冷系统运行特性实验研究

测量地板辐射与下送风复合式供冷系统运行过程中的室内空气温湿度、围护结构表面温度等室内环境参数,分析室内温湿度、热舒适性、系统换热量的变化规律,并对室内空气环境进行影响因素分析。实验结果表明:室内空气绝对湿度较室内空气温度达到稳定需要的时间更短;MRT(mean radian temperature)、OT(operation temperature)和PMV-PPD值在系统开启后第1.0 h减小速率最大,1.5 h后逐渐趋于稳定,此时,PMV约为0.49,PPD约为10%,在热舒适范围内;地板净辐射换热量、对流换热量和总换热量在系统开启后的1.5 h内递增,然后趋于稳定,此时,地板辐射换热量约为37 W/m~2,占总换热量的47%;室内空气温度和作用温度均随室外综合温度、室内发热量、供回水平均温度和送风温度的增加而增加,当室外综合温度较低或较高,或室内发热量较低,或供回水平均温度较低时,室内空气温度和作用温度变化梯度较小,室内空气温度和作用温度随送风温度增加而增加的速率近似呈线性。     

太阳能—低温热管地板辐射供热系统实验研究

为将低品位太阳能直接应用于建筑供暖,对一种太阳能-低温热管地板辐射供暖系统进行了实验研究.在天津地区冬季条件下、供水温度为35～45℃时,针对非节能建筑的房间负荷(30～60 W/m2)进行了该系统各部件和系统整体性能的实验.实验结果表明:供水温度35～45℃即可满足采暖要求;太阳能保证率受供水温度影响显著,供水温度升高10℃,太阳能瞬时保证率减小5%;晴朗白天,室外平均温度-0.72℃,平均太阳辐照度425.1 W/m2,太阳能瞬时保证率近似为1;阴天室外平均温度-1.55℃,平均太阳辐照度220.5 W/m2,太阳能瞬时保证率随供水温度和负荷的变化而变化,范围是0.52～0.96.实验证实:该系统能提高太阳能热利用的经济性,热管地板传热性能优于塑料埋管地板,供水温度可以比常规塑料埋管地板的要求降低约5℃.     

新型地板辐射供冷暖系统的理论研究

提出了一种新型地板辐射供冷暖系统,通过综合利用墙体和地板的导热,仅将金属管路布置在踢脚线内,并采取强化传热措施,即可满足室内供能需求.建立了该系统的理论模型,并用有限元方法对其传热性能进行了数值模拟.研究结果表明:该系统供能效果良好,冬季采用40℃供暖介质便能满足保温的节能后居住建筑的供冷暖需求,夏季用10℃制冷介质即可满足该房间的制冷需求;地板辐射面提供热量约占60%;系统供能能力受埋管管径、介质温度及强化传热的材料等因素的影响,其中介质温度的影响最为明显.     

自然循环锅炉水冷壁温度计算方法及影响因素分析

研究了自然循环锅炉膜式水冷壁管的传热，采用编制程序对水冷壁进行温度场分布的计算，在研究方法上考虑了欠热沸腾起始点的问题，探讨了入口工质状态、炉内热流密度、质量流量、质量舍汽率等对水冷壁温度的影响。计算结果表明，入口水温的变化会影响欠热沸腾起始点的高度，但对温度的影响较小；炉内热流密度、质量流量和质量舍汽率的波动都会对温度产生影响，这主要是由于它们影响了换热系数的大小。     

一体式再生燃料电池温度和热流密度非原位同步测量

一体式再生燃料电池的热流密度和温度分布的研究对电池热管理具有重要的意义。本文将自制的薄膜传感器植入一体式再生燃料电池中,进行非原位实验研究。在给定不同气体预热温度下,测量了一体式再生燃料电池内部热流密度和局部温度,并根据已得到的温度和热流密度计算出局部表面传热系数。结果表明,在不同的气体预热温度下,流道内气体的温度和气体扩散层表面的温差维持在3℃左右。气体扩散层表面的热流密度整体呈现出下降的趋势。靠近加热棒处的温度最高,但热流密度最低。相同的气体预热温度下,流道内气体和气体扩散层表面的温差对换热量的影响要大于温度梯度的影响;气体预热温度的上升对表面传热系数h的影响不大。30℃时,表面传热系数h值在450 ~ 750 W/(m²?K) 之间。40℃时,表面传热系数h在450 ~ 650 W/(m²?K)之间。     

利用Monte Carlo方法对循环流化床锅炉炉膛传热的数值计算

作者对循环流化床锅炉炉膛传热进行数值研究,所建模型考虑轴向和径向颗粒浓度分布的影响。模型计算揭示烟气温度和热流密度在炉膛内的分布变化,计算结果表明在循环流化床锅炉炉膛传热计算中,颗粒相对流换热不能忽略。     

群井地下换热系统初温和构造因素影响传热的研究

利用传热模拟计算,研究了地源热泵(GSHP)地能利用中群井系统初态因素对温变特性的影响规律。探讨地下初始温度、井群基本构造尺寸等对地下土壤温度场分布的影响。指出土壤初始温度是决定土壤源热泵运行的重要因素,初始温度提高1倍,系统运行时问和输出总热量增加约24倍。小井径对负荷因素影响更加敏感,相同的热负荷下,热流密度高,温度场变化剧烈。对于大井径而言,温度场变化相对平缓,但更易于发生井间传热交互影响。初态因素是强化地能利用中的重要因素之一,据此合理布置大区域群井意义重大。     

太阳能集热管内熔盐流动传热特性数值模拟

建立太阳能集热管物理模型,采用RNG κ-ε模型,基于CFD方法在不同热流边界条件下熔盐入口温度300℃,速度0.6~3.6 m/s,平均热流密度180 k W/m2参数范围内,对外径20 mm,壁厚2 mm的集热管内熔盐传热特性进行数值模拟研究。分析了集热管管壁温度分布规律和熔盐传热性能,对比了不同热流边界下管壁周向温度不均匀分布特性。研究结果表明:不同热流条件下集热管管壁温度分布规律差异较大,管内熔盐温度也存在较大差异;集热管内Nu随Re增大而升高,周向热流分布对Nu影响较大;非均匀热流边界下集热管壁温周向分布不均匀,周向热流越不均匀,壁面温差越大。     

高炉冷却板传热过程数学模型的研究

给出了高炉冷却板和炉衬温度分布的二维稳态传热模型，并分析了冷却板和炉衬的不同结构参数及其物性参数对温度分布和热流密度的影响，为高炉冷却系统的优化设计和控制提供了坚实的理论依据。     

基于分布参数模型的塔式熔盐吸热器换热过程动态特性研究

文章以塔式太阳能热发电站中的圆柱形外露管式吸热器为研究对象,利用分布参数方法建立了对流-辐射传热吸热器的非稳态传热模型。基于此模型,分别研究了当辐射热流密度、熔盐流量、熔盐进口温度和环境风速等参数发生阶跃变化时,圆柱形外露管式吸热器的动态特性。研究结果表明:当上述参数发生阶跃变化时,熔盐出口温度的动态变化过程存在不同的时间常数;辐射热流密度、熔盐进口温度和熔盐流量是影响熔盐出口温度的主要因素,瞬时风对熔盐出口温度影响较小。