自然通风作用下计算机房夏季热环境数值模拟

为了研究自然通风作用下计算机房夏季热环境能否满足学生舒适度的需要,通过对计算机房实地测量,利用测量数据建立数学模型,并以部分测量参数作为模型的边界条件,利用CFD软件对计算机房进行数值模拟.将模拟结果与实测数据进行对比,表明计算机房内温度场和速度场的数值模拟结果与实测结果趋于一致.通过分析模拟结果,找到计算机房通风不良的位置,并对该处的设计缺陷提出相应建议,对计算机房的热舒适性做出分析,且对机房空调设计给出具体建议.结果表明,自然通风作用下计算机房夏季热环境不能满足学生舒适度需要,且计算机房应当安装空调.     

自然通风顶层房间夏季室内热环境特征

本文通过对顶层房间夏季室内热环境的测量和数据分析,指出其热状况不同于相应中间层和底层房间。其室内不但温度高,同时屋顶内表面温度亦大大高于其它壁面温度,使室内形成较强的不对称热辐射场。二者构形了顶层房间夏季室内热环境的特征,增加了居住者的不舒适感。     

上游建筑孔洞特性对下游建筑自然通风潜力的影响及其CFD模拟可靠性

自然通风能有效降低室内污染物浓度,包括稀释生物气溶胶浓度,穿堂风是其主要形式之一。但在人口稠密的城市,建筑之间的遮挡作用会明显降低通风效果。以两栋建筑为研究对象,讨论上游建筑的9种情形,包括不同的开窗面积与位置,对下游建筑穿堂风潜力的影响。讨论一个来流方向、两栋建筑中心线在位于这个来流方向的直线上、间距为两倍建筑宽度的情形,分析基于稳态RANS模型（Reynolds-Averaged Navier-Stokes）的CFD （Computational Fluid Dynamics）模拟风压的可靠性,结果显示,部分情形CFD模拟的可靠性不高。相对于上游建筑5%与10%的孔隙率,20%的孔隙率难以通过CFD模拟出下游建筑物的风压。风洞实验数据显示,下游建筑物的穿堂风通风潜力随上游建筑物开窗面积的增加而降低,这与一般认识相反。     

太阳能烟囱热压强化自然通风对室内热环境的影响

自然通风是用来解决夏季室内过热问题常用的技术之一。由于风压通风的局限性,利用太阳能烟囱热压强化自然通风是一种有效的节能方法。研究采用Fluent软件对在不同太阳辐射量下太阳能烟囱强化被动式太阳房自然通风对室内热环境的影响进行模拟。结果表明:在太阳能烟囱的热压作用下,室内空气流动速度受到太阳能烟囱的"烟囱效应"的影响也有明显的提高;室温随着进深和高度方向略有增加但增幅不大;室内压强随着房间进深和高度的增加有所提高,随着太阳辐射能增加而有所降低。因此,利用太阳能烟囱可以提高室内空气的流通速度,且可达到改善室内热环境的目的。     

公路隧道自然通风热动力学稳定性分析

在公路隧道自然通风原理分析的基础上,建立通风系统的理论模型,表明热力学不可逆过程和动力学可逆过程共同决定了自然通风系统的发展,而其发展方向是由熵平衡方程所决定的。在理论模型的基础上,借助Lyapounov稳定性理论建立系统热力学和动力学稳定性判据。而二者的组合判据综合考虑了热力因素和动力因素的影响。进一步分析该组合判据发现,气体参数和非气体参数扰动影响关联,并且宏观参数扰动与具体宏观过程的相互作用是决定公路隧道自然通风系统稳定性的根本原因。     

工业厂房自然通风热环境的数值研究

运用CFD技术对某典型工业厂房的自然通风进行了数值模拟。研究了热源、污染源参数一定时,不同进风口离地高度对厂房工作区热环境及污染物浓度分布的影响。分析了带热源工业厂房热环境的主要特点,认为评价这种高温环境时,应同时考虑工作区风速及建筑内壁面辐射的影响。为此,采用热应力指数HIS作为这类热环境的评价指标。结果可以看出,对于热源具有一定的高度的工业厂房,适当提高进风口位置,不仅可以增加自然通风量,提高工作区空气流速,改善工作区热环境,而且有助于降低厂房平均污染物浓度。随着H的增加,通风量和工作区风速增大,热应力指数和污染物浓度减小。当H增加到1.2m后,通风量和工作区风速基本不再变化。     

自然通风条件下高大工业厂房火灾数值模拟

目的研究工业厂房火灾温度场和烟气蔓延情况,为指导工厂火灾时人员疏散和降低财产损失提供理论依据.方法采用计算流体动力学(CFD)方法,选取沈阳地区某高大工业厂房为研究对象.分别截取气楼排烟出口平面和排烟门平面作为观测面,模拟自然通风条件下,室外风速对厂房火灾温度分布和烟气蔓延的影响.结果得到不同室外风速下截面温度及CO2质量分数分布图.结论通过对模拟结果的分析和比较,得出工业厂房自然通风对火灾烟气蔓延规律的影响.当这种高大工业厂房发生火灾时,单纯依靠自然通风排烟不能达到有效防止火灾烟气蔓延的效果.     

非等温热源作用下的工业热廊道热压自然通风特性研究

在工业建筑中,因干燥、烧制等生产工艺的要求,连续排列的多个高温设备将组成具有大长宽比的带状体热源,并在此类热源附近形成高温廊道.本文以工业车间热廊道为对象,通过数值模拟的方法,研究了在非等温热源作用下,其内部热压自然通风的基本特性.首先对比分析了两热源在等温和非等温下的厂房温度场和速度场分布差别：非等温热源作用下,高温热源侧的气流因浮力向上迁移,低温热源侧的气流则被诱导降沉至中间廊道,以减缓中部区域的热堆积.并进一步研究了两热源的不同温度差异对热压自然通风效果的影响,结果表明,随着两热源温差的增大,廊道上方左右两股气流的汇合位置逐渐向高温热源侧偏移.研究结果可为热廊道厂房在非等温热源作用下的自然通风设计提供参考.     

三种屋面下室内热环境的计算模型

本文以自然通风顶层房间夏季室内热环境为研究对象，运用周期性传热理论，分别针对蓄水、覆土种植和普通传统隔热三种屋面，建立了顶层房间夏季室内热环境的数学模型并进行了验证。     

不同气候条件下典型城市的体育馆 自然通风模拟及潜力分析

对夏热冬暖与温和气候条件下的典型城市体育馆进行了自然通风数值模拟及潜力分析。首先,对两种气候条件中的典型城市体育馆进行了自然通风数值模拟;然后,通过对比不同地区典型城市夏季、冬季和过渡季节的气流组织和舒适性分布情况,提出了合理的风压驱动自然风设计策略;最后,对不同气候条件中典型性城市的体育馆自然通风进行了潜力分析。     

湿空气自然对流下相对湿度分布研究

针对建筑室内壁面结露位置问题,利用计算流体力学(CFD)方法,数值模拟室内多组热瑞利数和湿瑞利数作用下自然对流,分析室内空气相对湿度分布,判断室内冷凝发生的可能区域。研究结果表明:当温度梯度和水蒸气质量分数梯度方向相同时,室内流动加强;反之,流动减弱;室内空气流动结构直接影响室内相对湿度的分布,相对湿度最大点位于水分质量分数高的壁面上部,且随着流动强度增大沿着流动方向移动。     

层式通风下室内气流组织特性数值仿真

针对层式通风这一新型通风方式,在考虑外窗得热的条件下,通过采用Navier-Stokes方程与RNG的k-ε涡粘性湍流模型对空间气流的三维温度场、速度场、污染物CO2浓度场模拟,计算PPV及PPD指数,并且与相同情况下的置换通风方式进行对比.分析结果表明,在换气次数相同条件下,层式通风方式较置换通风方式能使呼吸区获得更好的IAQ与人体热舒适度.     

低气压环境对人体散热特性影响的研究

在常压方程式的基础上,推导了低气压环境下人体与环境对流换热与皮肤表面蒸发换热的方程式,并分析讨论了低气压条件下人体呼吸换热和能量代谢率的变化规律,对低气压条件下人体热舒适性的研究及舒适性空调系统的设计等具有重要意义.     

新型平板热管换热器热回收特性实验研究

针对普通住宅日常通风换气的特点设计出一台小型平板热管通风换热器,在不同风量(60、90、120、150m³/h)和室内外温差(室外新风温度为27~40℃,室内排风温度控制在24℃)的条件下,针对夏季工况,进行了热管换热器的真空度对其热回收效率影响的实验研究.实验结果表明,该热管换热器热回收效率较高,最高热回收效率接近60%;在风量较高的情况下,真空度对其热回收效率影响很小.     

自然通风率的测量原理及热损失的计算

自然通风热损失对建筑物的空调设计和能量审计是非常重要的。本文首先介绍了自然通风率的测量原理,然后,笔者根据气体分子运动论和热力学理论,导出了由自然通风引起的热损失的计算公式。     

羟基磷灰石陶瓷在室温下的湿敏性能

为使羟基磷灰石制作的陶瓷片能用来长时间连续地进行湿度探测,对此种陶瓷基片做了多种特性测试,研究了基片的结构、电导特性及湿度响应特性。结果表明,当相对湿度为９０％￣４０％、掺杂率为４％￣６％时,基片响应时间为１５０ｓ,具有较好的湿度响应特性。     

青岛地区大气环境下混凝土内部温湿度响应

滨海严酷环境下,混凝土内部微环境直接影响到混凝土的碳化、氯盐侵蚀和钢筋锈蚀等耐久性能。混凝土内部微环境温湿度受自然环境温湿度影响而又与自然环境温湿度有所差异。为了研究沿海环境下混凝土内部微环境温湿度响应与自然环境温湿度变化之间的关系,对沿海城市-青岛遮挡与暴露两种大气环境温湿度作用和混凝土内部不同深度处的温湿度响应进行了为期一年的现场监测。结果表明:大气环境温湿度均以24小时为周期表现出明显的简谐性周期性波动,温度峰值与相对湿度峰值出现的时间相反。暴露环境的日温湿度变化幅值均大于遮挡环境,夏季暴露与遮挡两环境最大温差达9℃,最大相对湿度差达20%。混凝土内部不同深度处温度响应规律一致,数值差距很小;混凝土内部相对湿度随着深度的增加逐渐增加,短时间内,混凝土内部的相对湿度响应值波动变化不大。经过理论分析,建立了大气环境温湿度作用谱和混凝土内部温湿度响应谱,现场实测结果验证了所建模型可以较好地表征环境温湿度作用及混凝土内部的温湿度响应规律,为准确评估和预测混凝土结构耐久性能提供了依据。