谱配置法研究导热系数为温度函数的对流-辐射肋片的效率

提出采用谱配置法求解导热系数随温度变化的对流-辐射肋片中的温度分布。在求解过程中,空间微分项采用Chebyshev多项式展开,空间上的温度分布采用谱配置法离散,将原本复杂的微分形式的能量守恒方程转化为矩阵形式的代数方程。能量守恒方程中存在两个非线性项,一项是由导热系数随温度变化而产生的,另一项是由肋片表面热辐射产生的;采用一种局部线性化的方法来降低能量守恒方程的非线性。谱配置法具有指数收敛速度,对于当前算例即使采用很小的计算节点也能获得较好的计算精度,通过谱配置法的计算结果与文献中结果相比较,发现谱配置法求解导热系数随温度变化的对流-辐射肋片问题是准确、有效的。最后,分析了一些量纲为1的参数,如导热系数变化率、对流-导热耦合参数、辐射-导热耦合参数对肋效率的影响规律。     

多孔翅片散热器内辐射/对流/导热的耦合传热

采用切比雪夫配置点谱方法对多孔翅片散热器内辐射、对流和导热的耦合传热问题进行求解。在多孔翅片散热器内,导热系数、对流换热系数、表面发射率以及内热源均为温度的函数。在求解多孔翅片散热器内耦合传热的过程中,采用切比雪夫配置点谱方法对根据Darcy定律建立的多孔介质传热模型进行离散,并将微分形式的控制方程转换为代数形式的矩阵方程。另外,分析了热物性参数对无量纲温度和翅片效率的影响。通过与文献中同伦摄动法的计算结果相比较发现:切比雪夫配置点方法对多孔翅片散热器内耦合传热问题有很好的计算精度。     

肋片管换热器管外三维流动与空气侧表面换热模拟

利用计算流体力学软件FLUENT对套片式肋片管换热器干工况进行三维数值模拟。改进以往计算方法中的不足,并在模拟过程中考虑肋片管管壁面对肋片的导热引起的肋片表面温度分布场对换热的影响,得出Re在643到3208的范围内肋片管换热器空气侧对流换热系数关联式。比较原有模拟方法中不考虑肋片厚度而将肋片表面简化为等壁温条件与考虑肋片和管壁之间导热条件下的对流换热系数的差异,指出两者的偏差之处。     

在综合换热作用下矩形直肋散热器换热特性

给出了矩形直肋散热器有对流、辐射及导热同时存在的复杂换热问题的一种线性化解析方法，利用该方法，对含有辐射项的非一性微分方程进行了解析求解，分析了对流和辐射对肋效率的综合影响，得出了在综合换热作用下肋散热量的计算公式。     

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。     

肋片几何参数对肋片管表冷器性能影响的数值模拟

本文通过数值计算的方法,应用FLUENT软件对表冷器干工况进行了三维数值模拟。在模拟过程中,考虑了肋片管管壁面对肋片导热所引起的肋片表面温度分布场对换热的影响,分析了不同肋片高度、厚度以及肋片间距对肋片管表冷器换热性能的影响,同时讨论了肋片不同几何参数对表冷器肋片管肋片效率的影响。根据分析,建议肋片厚度取0.2～0.4mm,肋片间距取2.4～3.2 mm,肋片高度不超过18 mm。     

开孔对加气混凝土砌块热工性能影响的数值分析

为分析开孔对加气混凝土砌块热工性能的影响,采用ANSYS Fluent对一种多排孔蒸压砂加气混凝土砌块进行了传热量数值模拟研究,分析了孔内表面辐射、开孔宽度、砌块材料的导热系数,以及孔内填充保温材料对其当量导热系数的影响.研究结果表明:开孔可以降低加气混凝土砌块的当量导热系数,但由于孔内表面辐射传热和对流换热的影响,开...     

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。     

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。     

消防服用织物热防护性能数值模拟

消防服用织物在纯火焰对流热作用下与纯辐射热作用下的传热机制有一定区别,表现在服装与热源之间换热边界条件上。建立纯火焰对流作用下消防服传热模型,分析火焰与服装织物外层之间的换热边界条件,运用实验法确定火焰换热系数经验式,研究衣下微气层传导对流传热特征。火焰传热系数由辐射换热系数和对流换热系数组成;火焰热流密度为84kW/m2时,衣下微小空气层厚度不超过9mm时其热传递以传导换热为主,空气层越厚导热系数越小;空气层厚度大于9mm时其热传递以对流换热为主,空气层越厚传热系数越大。