低溫?zé)崴匕遢椛洳膳M與分析

1、HYPERLINK N:整理后.N:整理后.HYPERLINK N:整理后. t _parent更多資料請(qǐng)?jiān)L問(wèn).HYPERLINK E:還未拷貝企業(yè)治理治理知識(shí)(http:.)(.)HYPERLINK N:整理后.N:整理后.更多企業(yè)學(xué)院：HYPERLINK N:整理后.Shop./Shop/中小企業(yè)治理全能版183套講座+89700份資料HYPERLINK N:整理后.Shop40.shtml t _blank./Shop/40.shtml總經(jīng)理、高層治理49套講座+16388份資料HYPERLINK N:整理后.Shop38.shtml t _blank./Shop/38.shtml中層治

2、理學(xué)院46套講座+6020份資料HYPERLINK N:整理后.Shop39.shtml t _blank./Shop/39.shtml國(guó)學(xué)智慧、易經(jīng)46套講座HYPERLINK N:整理后.Shop41.shtml t _blank./Shop/41.shtml人力資源學(xué)院56套講座+27123份資料HYPERLINK N:整理后.Shop44.shtml t _blank./Shop/44.shtml各時(shí)期職員培訓(xùn)學(xué)院77套講座+ 324份資料HYPERLINK N:整理后.Shop49.shtml t _blank./Shop/49.shtml職員治理企業(yè)學(xué)院67套講座+ 8720份資料

3、HYPERLINK N:整理后.Shop42.shtml t _blank./Shop/42.shtml工廠生產(chǎn)治理學(xué)院52套講座+ 13920份資料HYPERLINK N:整理后.Shop43.shtml t _blank./Shop/43.shtml財(cái)務(wù)治理學(xué)院53套講座+ 17945份資料HYPERLINK N:整理后.Shop45.shtml t _blank./Shop/45.shtml銷售經(jīng)理學(xué)院56套講座+ 14350份資料HYPERLINK N:整理后.Shop46.shtml t _blank./Shop/46.shtml銷售人員培訓(xùn)學(xué)院72套講座+ 4879份資料HYPER

4、LINK N:整理后.Shop47.shtml t _blank./Shop/47.shtml低溫?zé)崴匕遢椛洳膳覂?nèi)空氣溫度場(chǎng)模擬與分析東北石油大學(xué) 徐穎 王忠華 劉曉燕 張?zhí)m雙摘要：建立低溫?zé)崴匕遢椛溥B續(xù)供暖房間室內(nèi)空氣溫度場(chǎng)三維穩(wěn)態(tài)傳熱物理及數(shù)學(xué)模型，用Fluent軟件模擬計(jì)罷了室內(nèi)空氣速度及溫度場(chǎng)，分析了速度及溫度的分布狀況及形成的緣故。關(guān)鍵詞：地板輻射 溫度場(chǎng) Fluent 模擬1引言由于低溫?zé)崴匕遢椛洳膳块g與其他類型采暖房間的熱過(guò)程差不，造成其室內(nèi)熱環(huán)境異于其他供暖房間。在封閉的供暖房間里，室內(nèi)空氣被散熱器部件加熱后，在溫差產(chǎn)生的熱壓作用下形成自然對(duì)流場(chǎng)，阻礙室內(nèi)空氣溫度分布

5、。低溫?zé)崴匕遢椛涔┡纳岵考檎麄€(gè)地面，溫度較低、且分布較均勻，室內(nèi)輻射作用明顯，在較低的空氣溫度條件下也能夠達(dá)到同樣的室內(nèi)舒適性。此差異使得在設(shè)計(jì)計(jì)算該類供暖系統(tǒng)以及評(píng)價(jià)熱環(huán)境時(shí)，應(yīng)采納區(qū)不其它供暖的方法和參數(shù)。本文利用自然對(duì)流空氣湍流流淌與傳熱理論，對(duì)低溫?zé)崴匕遢椛溥B續(xù)供暖房間室內(nèi)空氣溫度場(chǎng)進(jìn)行研究，建立室內(nèi)空氣和各圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面熱平衡方程，對(duì)室內(nèi)各內(nèi)表面平均溫度和室內(nèi)空氣平均溫度進(jìn)行研究，分析在某一地板表面溫度和室外溫度條件下，地板輻射采暖房間室內(nèi)溫度分布和熱舒適性。2模型建立2.1物理模型圖1為室內(nèi)空氣溫度場(chǎng)數(shù)值模擬物理模型，圖中長(zhǎng)方體房間的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，x方向坐標(biāo)從2.1m到

6、2.1m；y方向坐標(biāo)從-1.8m到1.8m；z方向坐標(biāo)從-1.35m到1.35m，外墻厚度為0.47m。圖1 室內(nèi)空氣溫度場(chǎng)模擬物理模型2.2數(shù)學(xué)模型2.2.1假設(shè)條件1：（1）考慮溫差形成的浮力作用，忽略門窗滲透風(fēng)和人員活動(dòng)等因素對(duì)流場(chǎng)的擾動(dòng)；（2）房間內(nèi)無(wú)其它內(nèi)熱源，并將外窗熱損失平均到外墻上，房間內(nèi)各壁面溫度均勻。2.2.2數(shù)學(xué)方程操縱方程（1）質(zhì)量方程 （1）式中：、速度在x、y、z方向的重量，m/s。（2）動(dòng)量方程 （2） （3）（4）（2）、（3）、（4）式中，左側(cè)為對(duì)流項(xiàng)，右側(cè)前兩項(xiàng)為擴(kuò)散項(xiàng)，、為源項(xiàng)， （5） （6） （7）式（7）右側(cè)最后一項(xiàng)為考慮溫差產(chǎn)生的浮升力作用，采納B

7、oussinesq假設(shè)修正項(xiàng)。為有效擴(kuò)散系數(shù)， （8）式中：氣體的動(dòng)力粘度系數(shù)，kg/(Sm)。為考慮流場(chǎng)中湍流脈動(dòng)作用形成的附加粘度擴(kuò)散系數(shù)，因研究對(duì)象Re數(shù)低，該項(xiàng)包括湍流擴(kuò)散系數(shù)和分子擴(kuò)散系數(shù)兩部分： （9） （10）其中， （11）式中：經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；湍流脈動(dòng)動(dòng)能；單位質(zhì)量流體脈動(dòng)動(dòng)能耗散率。（3）能量方程 （12） （13）式中：空氣的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m K)；空氣的熱容，kJ/(kgK)；經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。源項(xiàng)包括內(nèi)熱源 （14）以上方程中引入了和，方程組不再封閉，需要引入和的操縱方程。（4）方程 因研究對(duì)象Re數(shù)低，在操縱方程中，壁面附近脈動(dòng)動(dòng)能耗散為各項(xiàng)異性。其中： （15） （16）（5

8、）方程 （17）其中， （18）以上方程中，。邊界條件其它表面： ，； （19）外墻表面： ，。 （20）3 模擬計(jì)算模擬房間為某住宅樓，計(jì)算房間的相關(guān)參數(shù)如表1所示，模擬軟件采納Fluent2軟件中的3D求解。相關(guān)模擬計(jì)算所需參數(shù)如表1所示。表1 計(jì)算房間相關(guān)參數(shù)房間類型臥房房間外墻數(shù)1面北外墻房間尺寸（m3）外墻傳熱系數(shù)（W/m2）0.93地板表面平均溫度（）33.73室外溫度（）-9南墻內(nèi)壁平均溫度（）30.49頂棚表面平均溫度（）30.39東墻內(nèi)壁平均溫度（）30.34西墻內(nèi)壁平均溫度（）28.69建立地板輻射采暖房間的三維網(wǎng)格，外墻為第三類邊界條件，與室外空氣進(jìn)行對(duì)

9、流換熱，其它表面為定壁溫，地板表面與其它表面進(jìn)行對(duì)流和輻射換熱。圖2為x=0剖面空氣流速矢量圖，圖3為z=0剖面速度矢量圖。圖2 x=0剖面速度矢量圖3 y=0剖面速度矢量由圖2可見(jiàn)，地板表面溫度較高，熱空氣向上流淌，冷空氣向下流淌，冷空氣到地板附近被加熱，接著向上運(yùn)動(dòng)，因此形成旋流。圖中左側(cè)為外墻邊界，室內(nèi)空氣通過(guò)外墻與室外空氣進(jìn)行換熱，因此空氣流速較大，形成的旋流比內(nèi)墻側(cè)旋流流速大。圖4 z=0剖面速度矢量圖5 北外墻內(nèi)表面溫度分布曲線由圖3可見(jiàn)，由于西墻表面溫度低于東墻表面溫度，因此左側(cè)（西墻側(cè)）旋流較右側(cè)（冬墻側(cè)）旋流速度大。由圖4能夠看出，空氣流速最大點(diǎn)并不在地板表面中心處，而是靠近

10、較暖的兩面內(nèi)墻。圖5為北外墻內(nèi)表面溫度分布曲線。圖中橫坐標(biāo)為地板表面，縱坐標(biāo)為距地板表面的垂直距離。由圖能夠看出，距離地板較近處，溫度較高，隨著高度的增加，外墻表面溫度逐漸降低；而且由于西墻表面溫度較低，因此外墻表面左側(cè)溫度低于右側(cè)。圖6至13給出了垂直于z軸剖面的室內(nèi)溫度分布曲線，圖中x軸為邊界為南墻，y軸邊界為西墻。 圖6 z=-1.25剖面溫度分布曲線圖7 z=-1.0剖面溫度分布曲線圖8 z=-0.8剖面溫度分布曲線圖9 z=-0.5剖面溫度分布曲線圖10 z=0剖面溫度分布曲線圖11 z=0.5剖面溫度分布曲線圖12 z=0.8剖面溫度分布曲線圖13 z=1.0剖面溫度分布曲線由圖6

11、至13能夠看出，隨著距地板表面垂直距離的加大，水平面的溫度逐漸降低，而且同一水平面內(nèi)溫度分布不均勻，由于距離外墻和外窗較近處，由于受冷空氣流的阻礙，溫度波動(dòng)不規(guī)律，因此，最高點(diǎn)溫度并不是出現(xiàn)在地板中心，而是靠近兩面較暖的內(nèi)墻。圖18 x=0剖面溫度分布曲線圖19 x=1.0剖面溫度分布曲線圖16 y=1.0剖面溫度分布曲線圖17 x=-1.5剖面溫度分布曲線圖14 y=-1.0剖面溫度分布曲線圖15 y=0剖面溫度分布曲線圖14、15和16為垂直于y軸剖面室內(nèi)空氣溫度分布曲線。圖中x軸為地板表面，y軸為距地板表面的距離。圖17、18和19為垂直于x軸剖面的室內(nèi)空氣溫度分布曲線，圖中右邊界為外墻

12、表面。由圖1419可見(jiàn)，靠近西墻的室內(nèi)空氣溫度較低。而且靠外墻越近的剖面，溫度越低，這要緊是受外墻冷空氣的阻礙所致，與實(shí)際測(cè)試中室內(nèi)空氣的溫度分布規(guī)律相同。由圖17、18和19能夠看出，隨著距地板表面距離的增加，室內(nèi)空氣溫度逐漸降低，但變化不大，與實(shí)際測(cè)試的室內(nèi)垂直方向空氣溫度分布規(guī)律相同。4結(jié)論1、建立了地板輻射采暖房間室內(nèi)空氣溫度場(chǎng)三維穩(wěn)態(tài)物理和數(shù)學(xué)模型，利用Fluent軟件模擬計(jì)罷了室內(nèi)空氣速度及溫度場(chǎng)，分析了速度及溫度的分布狀況及形成的緣故。2、模擬結(jié)果表明，室內(nèi)空氣溫度隨著距地面越遠(yuǎn)，溫度逐漸降低，而且同一水平面內(nèi)溫度分布不均勻，靠外墻越近的剖面，溫度越低，但變化不大。參考文獻(xiàn)1 劉艷峰. 地板供暖設(shè)計(jì)與運(yùn)行基礎(chǔ)理論研究. 西安: 西安