一、具有凸出热源的空调室内的复杂对流换热研究(论文文献综述)
于克成[1](2021)在《农宅采暖烟道烟气流动换热理论及实验研究》文中研究说明采暖烟道作为北方农村地区的主要采暖结构已有超过千年的历史。居民利用生物质燃烧产生的烟气作为载热介质在采暖烟道中流动换热,来改善室内热环境。但是目前对于农村采暖烟道系统的建造和运行,多基于村镇工匠的经验积累,缺乏系统性的设计和运行依据,同时缺少强化农村采暖烟道流动换热的指导策略。本文针对采暖烟道的流动换热特性以及强化换热展开研究,为农村烟道的实际建造设计和高效运行提供依据。通过分析热压和风压对采暖烟道烟气流动的影响,基于烟气顺风正向流、逆风正向流以及逆风反向流三种模式的流动特征,构建了采暖烟道建造依据及约束条件。顺风正向流时,热压和风压都会对烟气的流动产生促进作用,且流量对风压变化的敏感性更高;逆风正向流时,需要考虑风压对流动的抑制作用,满足相应的约束条件;逆风反向流时,烟气会反向流动进入室内,应避免该流动的发生。因此在采暖烟道的实际设计建造过程中,应将采暖烟道出口置于屋顶的背风处,与出口处的周围环境形成负压,以保证烟气流动为顺风正向流;如流动为逆风正向流,则在采暖烟道建造时,根据不同的城市,给出了需满足避免倒流的临界高度,以防止逆风反向流的发生。大连、沈阳、长春以及哈尔滨的采暖烟道避免倒流临界高度分别为2.6m、1.7m、1.7m和2.6m。实验研究了不同结构的垂直采暖烟道烟气的流动换热过程。结果表明:随着采暖烟道挡板数的增加,换热效果会逐渐增强。在保证烟气自然流动的前提下,当挡板数从2增加到8时,换热效果提升了23.48%。烟道厚度的增加会降低烟气与壁面的换热效率,当烟道厚度从0.1m增加到0.3m时,烟气流动换热效果降低了35.64%。针对于家镇五家村一典型农宅火炕水平烟道的流动换热过程进行了实际测试,实测结果表明:采暖烟道烟气的流动过程温度变化较大,进出口处的烟气平均温差为173.5℃。同时烟气出口处温度最高为106.6℃,最低温度为77℃,排烟热损失较大,有很大的节能潜力。根据实验结果,考虑了生物质烟气密度、比热、粘度以及导热系数等物性参数随温度的变化,研究建立了采暖烟道内烟气的对流-辐射耦合换热模型及求解方法。通过模拟与实验结果对比,垂直采暖烟道与水平采暖烟道的壁面热流平均误差小于6%,壁面温度平均误差小于9%,证明了模型的正确性。进一步模拟分析采暖烟道中烟气流动的对流与辐射换热特性。对于垂直采暖烟道,壁面热流会随着室内侧壁面厚度的增加而显着降低。因此在保证墙体强度的前提下,应减少室内侧的墙体厚度;增加20mm保温层厚度会带来8.5%的壁面热流提升,此后继续增加保温层厚度,壁面热流基本不变,实际应用中结合经济性考虑可以认为20mm为最佳的保温层厚度。当烟道的高度宽度比在10-20之间时,换热效果最佳。对于水平采暖烟道,增加壁面厚度会使壁面热流下降,当壁面厚度为0.1m时的换热效果较好。对于长度为3m的水平采暖烟道,当烟道的长度高度比在25-50之间时,换热效果较好。所得结果为农宅采暖烟道设计及规范的提出,给出了理论依据。进一步对采暖烟道内部结构进行了研究。通过确定采暖烟道内强化传热的结构指标,基于场协同理论,分析了不同烟道结构内挡板的传热特性及阻力特性,提出了不同结构采暖烟道内最佳的挡板几何结构参数。结果表明,对于点式结构、顺排式结构、插排式结构以及折返式结构分别在挡板个数分别为9、6、5、4时以及挡板宽度与烟道宽度的比值为0.075、0.075、0.15、0.075时的综合性能表现最好,所得结果为采暖烟道内部结构强化传热的设计,给出了技术支撑条件。基于本文的实验结果与模拟计算结果,提出了一种新型火炕-烟道墙联合系统,拓展了采暖烟道在农宅中的应用。对农宅建筑的换热过程进行了建模计算,研究了不同烟道供暖系统、不同墙体以及不同城市条件下的联合系统对室内热环境的作用。研究结果表明,与仅采用火炕供暖相比,使用火炕-烟道墙联合系统后,农宅室内平均温度从12.54℃提升到了19.91℃,证明联合系统可以改善室内热环境,节省生物质燃料的消耗。本文的研究工作,不仅为采暖烟道在农宅中的设计应用提供了理论指导和技术支持,同时为强化烟气流动换热提供了设计依据。此外,提出的火炕-烟道墙联合系统拓展了农宅采暖烟道的应用方式,为农宅采暖烟道节能设计提供了新的思路与方法。
王超杰[2](2021)在《基于温度基准区域模型的高温热源工业建筑热环境动态模拟方法》文中指出由于生产工艺的需求,工业建筑室内通常存在高温热源,高温热源辐射的不均匀性对室内热环境有重要影响。现有的建筑热环境动态模拟方法大多简化计算热源辐射传热项,不能准确模拟高温热源工业建筑室内热环境。本文基于高温热源强辐射特征,建立了工业建筑热环境动态模拟方法。具体工作如下:对高温热源工业建筑动态热环境影响因素及其作用规律进行了理论分析。基于室外气象参数、室内源项条件、围护结构非稳态传热理论与热压通风过程给出了动态热环境的数学描写,为室内热环境的动态模拟研究提供了理论依据。建立了基于修正温度基准区域模型(Block模型)的高温热源工业建筑热环境动态模拟方法。基于动态热环境数学描写分别修正了Block模型分区方法与依据、壁面热平衡子模型和附壁气流子模型。采用MATLAB编写了动态模拟数值计算程序,利用Shell脚本实现了程序的并行计算,为高温热源工业建筑热环境的动态模拟研究提供了方法与工具。采用CFD非稳态数值模拟对本文提出的热环境动态模拟方法的有效性进行了检验。通过编写UDF将室外气象参数定义为非稳态热边界条件,使得CFD数值模拟方法与本文所建立的动态模拟方法具备了相同的输入项与输出项。通过对比分析本文所提出的动态模拟方法与CFD模拟结果,可以发现室内温度分布差异基本处于1.5K以内,计算速度较CFD要快一个数量级以上。利用本文建立的热环境动态模拟方法探讨了不同热源温度与不同围护结构构造条件下的室内温度分布。基于热源面对内壁面的辐射角系数分布差异确定了局部高温区域围护结构构造分块优化方法,通过优化局部高温区域围护结构构造可以降低温度分层上部区域空气温度,与分块优化前相比,局部高温区域单位面积传热量均提升了10%以上。以某热轧厂房为例,探讨了提出的动态模拟方法与分块优化方法应用于工程实际中的流程与效果。研究结果为工业建筑室内分层空调负荷计算与围护结构分块优化设计提供了指导。
卢彦羽[3](2021)在《高大空间非均匀室内热环境与能耗耦合动态模拟研究》文中进行了进一步梳理随着城市化步伐的加快,高大空间已然成为民用场合特别是公共建筑中最重要的空间组织形式之一。但是,高大空间通高、体量大,内部空气流动过程复杂、热环境动态不均。在研究数据不足和研究手段不尽成熟的情况下,特别是面对热舒适性和建筑节能更高的要求,当前设计难以做到因时、因地制宜。区域模型能够作为宏观节点模型和微观计算流体力学模型(Computational fluid dynamics,CFD)的过渡方法,有效平衡计算效率和模拟精度,但是其模拟能力仍然不足,需要针对高大空间进一步挖掘应用潜力,特别是进行气流与能耗的耦合分析。因此,本课题以民用建筑高大空间为研究对象,采用现场实测、模型实验与区域模型相结合的研究方法,完善高大空间室内热环境理论,发展建筑微气候与能耗的辅助分析手段。首先,选取严寒地区典型中庭进行现场实测,总结高大空间室内环境的时空变化特征及其影响因素。于冬、夏季在中庭三维空间内布置大量温度测点,并主要采用动态能量平衡方法分析复杂气密性和建筑布局下逐时的无组织渗风规律。结果表明,即使在严寒地区,在夏季天窗透过太阳辐射的影响下,中庭内具有显着的热不均匀性,且顶部空间存在过热现象。冬季中庭采用地板采暖系统,室内环境较为均匀稳定,该气候区封闭式中庭总渗风量小于常规建筑,但相应耗热量却不容忽视。其次,通过缩尺模型实验分析高大空间热分层环境下的通风规律。参考实测研究的建筑原型和环境参数,综合考虑太阳辐射、室内热扰、围护结构传热等重要影响因素,根据相似理论还原高大空间整体的热分层环境,并且结合代表性点的分布式测试和整场可视化的粒子图像测速技术(Particle image velocimetry,PIV)进行测量。实验发现,多重热源热羽流和通风射流相互干扰,导致室内流场发生变形、能量重新分配。屋顶下附近存在一温度很高的浮力空气薄层,其对高大空间热分层和拔风起到重要作用。第三,在平衡计算精度和效率的情况下,构建高大空间动态区域模型计算体系。在高大空间内构建流体区域网络,采用简化的动量方程,引入流动路径长度、特征速度、表观粘度系数、热流量传输系数,从而对空气参数分布不均及沿程动能保留、转化与耗散的复杂流动现象进行求解。通过对前期测试和实验结果的理论分析,该计算模型拓展了高大空间中自然通风、自然渗风、机械通风、温度反馈耦合解析的模块,提高了模拟的可靠性和适用性。在此基础上,提出适用于该区域模型的耦合式算法,求解模型中速度-压力耦合问题,并采用线性化处理和能量泛函计算方法,对该病态问题正则化,从而保证计算效率和鲁棒性。第四,基于现场实测、缩尺模型PIV实验和CFD模拟,对复杂热边界条件下的自然对流、自然渗风、自然通风和机械通风四个工况,从计算精度和效率两个方面,展开高大空间室内热环境动态区域模型的校验与适应性分析。以及根据热分层流动和能量迁移规律,研究分析了高大空间区域模拟中的表观粘度系数、热流量传输系数、热分层边界条件、自适应区域划分策略。该评估方法与结果对今后高大空间的模拟工作具有良好的借鉴意义,尤其是PIV流动数据集为区域模型的特点分析提供了重要依据。最后,基于高大空间室内热环境动态区域模型,并结合De ST软件的建筑能耗动态计算模型,对存在双尺度流动和传热的整个高大空间建筑进行长期动态的联合仿真。前者对高大空间热状况进行细致的计算,后者则着眼于周围常规房间,并为前者提供必要的建筑模型和边界条件。模型耦合采用主控模式,海量数据通过FMI/FMU接口进行交换,并实行时序耦合迭代机制。并且将该耦合模型应用于寒冷地区办公中庭和夏热冬暖地区地下大型综合交通枢纽中,模拟动态不均的建筑能耗和优化分层空调方案。综上所述,本课题针对民用建筑高大空间,结合现场实测与缩尺模型PIV实验,总结分析了室内热环境动态不均的特征及其影响因素。在保证计算精度和模拟效率的前提下,构建了高大空间动态区域模型计算体系,并将其与建筑能耗全年动态计算模型相耦合。从而为优化室内环境、提高生活质量、及实现社会可持续发展,提供一定的理论指导和技术支撑。
燕光龙[4](2021)在《空调除湿系统性能比较及热力学分析》文中进行了进一步梳理针对空气调节的空气除湿系统,由于多样性以及与环境的适用性品类众多及组合方式复杂,导致应用起来难度很大。分析可知空调除湿系统性能的影响主要涉及除湿器,换热器和再生器三部分,尤其是再生器部分可以降低能耗和高效除湿,对空调除湿系统的运行产生重要作用。许多专家学者对于这三方面影响因素做了很多的研究,但是都集中于除湿剂的选择和改性、换热器外形的构造和再生器高温热源的应用,缺乏过程中热力学机制的解释和对低温热源的利用。本文试图在众多除湿器中比较并做出优选;在此基础上对再生过程进行热力学分析,明确再生热力学含义;最后通过优化再生过程,提高整个除湿系统效率。首先,通过对几种设备的除湿性能进行了在经济性、复杂性、储能、维修花费和占地面积等方面的比较,列表明确了各种除湿设备的优缺点,为不同除湿环境下除湿设备的选择提供了工程的指导。其次,从相位关系入手,用热力学分析对空调除湿系统起着举足轻重作用的再生环节,具体内容是固体除湿剂的热风再生和微波再生以及液体除湿剂加热液体再生和加热空气再生过程中传热传质的相互促进或抑制的机理,揭示湿量逆迁移和热量逆迁移的热力学原理,深刻剖析再生过程所蕴含的热力学机制,为下一步优化做了准备。最后,运用FLUENT软件对液体除湿剂再生器进行数值模拟,通过模拟不同入口空气风量、不同入口溶液浓度、温度、流量,通过观察再生器内温度分布云图情况以便为提高再生器的再生效率提供工程指导,对影响再生器再生效率的因素做了验证,为提高再生器效率提供支持。
鲁波[5](2021)在《微型建筑空间尺度对室内热环境和人体热舒适的影响研究》文中研究表明2020年,世界人口已达76亿,人口和土地矛盾愈发严重,整个世界范围内房地产行业面临新的挑战,建筑的小型化、微型化已成为建筑发展的重要方向。对于微型建筑的研究设计不仅仅局限于满足基本居住要求,室内热环境及人体的热舒适更加需要予以考虑。空间尺度作为建筑设计的一个关键性因素,在微型建筑中,对建筑热环境和人体热舒适所产生的影响作用将被放大,具有着重大的研究价值。本文以物理学、生理学和心理学理论为基础,在建筑空间尺度变化的情况下,对微型建筑室内热环境及人体热舒适问题展开研究,并力图探索空间尺度与人的感知之间的关联。首先,本文对室内热环境参数进行实验测试,得出了当热源刚开启时,室内空气平均温度与时间呈指数函数关系,且室内空气平均温度达到稳定的时间随空间尺度的变大而变长;当室内温度达到平衡时,室内空气平均温度与热源功率呈线性函数关系,且拟合直线的斜率随空间尺度变小而变小。其次,本文对于房间同时存在人体和热源的复杂情况,采用周线积分法计算出各个表面之间的角系数,在此基础上采用辐射网络计算方法,建立了微型建筑室内热环境参数稳态传热数学模型,并对数学模型进行求解,计算出各种空间尺度下各个表面的温度和表面之间的传热量。随后,本文对人体生理参数及热舒适与空间尺度的关系进行了研究:(1)通过对生理参数的实验数据进行统计分析,得出了在不同热源功率下,空间尺度对人体各个部位的体表温度显着性不同;相同热源功率下,空间尺度对人体各个部位的体表温度显着性程度也不同。空间尺度对心率无明显影响;空间尺度对正常血压的受试者无明显影响,对血压偏高的受试者有显着影响。(2)通过问卷调查分析,得出了人体局部以及整体的热感觉随空间尺度变小而变大。当空间尺度越小,各部位局部热感觉、热舒适投票更接近于整体热感觉、热舒适投票。随着热源功率升高,人体整体热感觉和热舒适逐渐发生分离,且空间尺度越小,这种分离现象越明显。另一方面,当空间尺度变小,受试者感到压迫感的比例逐渐增加,这种心理上的改变会映射到生理层面,从而影响人体的热舒适性。(3)通过对不同空间尺度下人体局部热感觉对整体热感觉的影响展开研究,得出了同一空间尺度下,不同部位热感觉对整体热感觉影响权重不同;当空间尺度发生变化时,同一部位的局部热感觉对整体热感觉影响的权重也不同,主要影响因子的热感觉权重随空间尺度变小而变大。最后,本文对不同空间尺度下微型建筑室内热环境进行了数值模拟,得出了不同工况下的温度、PMV、PPD云图,并将模拟所得室内空气温度平均值与实验值以及解析值进行对比和误差分析。另一方面,将数值模拟值PMV与问卷投票值TSV进行对比,得出受试者TSV曲线斜率总体上小于PMV曲线斜率,这说明当空间尺度发生变化时,受试者所处环境温度偏离舒适温度,人体通过生理和心理调节改善自我热状态去适应环境。
仲文洲[6](2021)在《形式与能量环境调控的建筑学模型研究》文中提出环境调控是建筑最原初而本质的动机。应对不同气候条件的各种建筑形式,即是平衡对风、光、热等能量要素获取、保蓄、释放的稳定结构。从这个意义而言,建筑形式的本质是一种气候环境影响下,能量流动的物质呈现——建筑形式是能量的构形。对建筑形式与能量的研究,能够厘清当代建筑学在环境调控领域的诸多问题。在认识论上,强调环境调控是建筑形式生成的核心驱动,使建筑设计的本体与核心回归空间与建造;在方法论上,能量成为技术介入与知识拓展的接口,集成跨学科交流下的知识、方法与工具,形成系统化的环境调控理论与方法体系。论文引入能量的角度审视建筑形式,重构环境调控视野下建筑发展的历史进程与理论流变;将其放置在更大的环境系统中,讨论在“人、建筑、气候”关系中进行的能量过程与形式生成;搭建起建筑学与生物气候学、建筑热力学的联系,直接指向形式与能量的数学及物理关系;应用数值模拟量化验证典型气候区民居中的能量过程,提取反映建筑形式特征、环境调控策略与能量运行机制的热力学模型——构建环境调控视野下,形式与能量的理论模型、系统模型、数理模型与分析模型。第一部分是理论研究,通过有机建筑理论、建筑生物气候学、热力学建筑理论等基础理论阐释形式能量法则;进而借助进化论、系统论和复杂性科学来构建形式基于能量的发展路径与机制;以历史梳理的方式刻画建筑起源、乡土发展、机械介入的纵向建筑发展剖面,在时间维度下总结建筑形式与能量的历史演进,归纳其呈现出的被动调节、主动干预与整体共构三种形式追随能量的内在逻辑。第二部分是系统研究,在“人、建筑、气候”中定义由外部能量系统、建筑调控系统、人体反应系统组构的热力学系统,明确各自的对象与内容、分析技术与评价指标;将多目的、复杂性与矛盾性集成的建筑形式解构为对应特定功能的系统构成;清晰地展现环境调控系统与建筑的影响要素、对应关系与形式呈现;同时也为建筑形式与能量交互机制的量化分析提供系统化的结构。第三部分是数理研究,通过环境物理参数的聚类分析及完备性研究,对系统中的物质与能量要素进行影响因子的归纳、提取,阐释各形式因子与能量过程的数学和物理关系;在此基础上,提出基于数理模型的数值模拟耦合解析法。第四部分是范型研究,通过物质形式的类型解析与能量过程的量化解析,从典型气候区民居原型中解释形式与能量相互影响的机制,提取反映内在热力学逻辑和形式生成规律的热力学模型,为当代绿色建筑设计提供可参照的图示工具。全文正文约18.8万字,共有图表200余幅。
吕童[7](2020)在《基于OpenModelica平台的太阳能烟囱模拟和模型控制优化研究》文中提出太阳能烟囱是一种利用太阳辐射辅助进行有组织的促进室内空气流动的被动通风装置,其系列设计已广泛应用于国内外各类节能建筑中,根据其地区差异和建筑需求在采暖、通风、发电等方面发挥了较好的作用,但其效果由于影响要素众多更多依赖于实地感知,缺乏系统、统一的经验指导。除田野实验外,目前太阳能烟囱的理论研究主要为利用计算流体力学方法(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟研究稳定状态下太阳能烟囱的通风效果,而缺乏以建筑为单位的,长期变化环境下相关研究,且无法得到统一完整的理论分析体系。Modelica作为一种基于方程和面向对象的建模语言,在模拟多领域工程系统之间的动态过程和相互作用有独到优势,且擅长处理复杂系统的整体控制和运行优化,利用Modelica语言,以其仿真工具OpenModelica为平台进行太阳能烟囱的模拟,可补足在长时间、多因素、以建筑为单位考虑多个系统模拟上的缺失,综合考量烟囱的通风效果和建筑能耗,同时发挥Modelica语言的独特优势对其运行模式进行进一步优化控制,复现实际使用中的运行方案并为其合理性或更优解提供依据。本文搭建了OpenModelica的太阳能烟囱模型,将其与常用软件Fluent和Energy Plus对比验证其准确性,探究影响因素和室内工况对烟囱通风效果和房间能耗的影响,并提出了多种模型的控制优化方案,通过考量建筑需求和监控始时环境条件提出更合理、符合实际的运行模式。文章以高度为3米,面积为20m2的房间为例,在稳态下探究烟囱空腔宽度、高度、室外辐射强度和房间窗口大小对烟囱通风量的影响,证明这些因素的取值增大均对烟囱的通风量起积极作用,其中房间窗口大小对太阳能烟囱的通风能力的影响力存在一个临界值,在本文中这个临界值接近1m2,当房间窗口大小小于1m2时烟囱通风能力随窗口增大而增大,超过1m2则影响可忽略不计。动态条件下,本文探究有无太阳能烟囱对室内两种工况(全年开窗且无空调控温系统,全年关窗且将室内温度控制在一定温度区间内)下环境的影响,证明太阳能烟囱对室内通风环境有明显的增强作用,在有烟囱的条件下两种工况均可满足全年ACH大于1的要求,但在冬季和夏季可能导致能耗的增加。文中提出三种对带太阳能烟囱房间模型运行模式的优化方案:建立合理的烟囱-房间体积配比,对本文选用的房间案例来说合适的太阳能烟囱长度约为0.5米;控制房间窗户的开启时段,通过监控室外环境温度控制房间窗户的开闭,与建筑在实际使用中的情况相同;控制太阳能烟囱的通风能力,可从烟囱的阀门入风口和玻璃板遮阳率入手,模拟得到的结果证明此方案可将室内通风量控制在需要的范围,且一定程度上减小冬夏季节建筑能耗,两种控制情况相比,阀门控制的效果更加明显。本文正文共约46000字,图表88幅。
张东海[8](2020)在《分层和渗流条件下竖直地埋管换热器传热特性研究》文中提出地源热泵系统通过地下埋管换热器实现和周围地下岩土介质的热量交换,地下埋管换热器设计合理与否,决定着地源热泵系统的可靠性和经济性,是地源热泵系统能否安全高效运行的核心所在。建立准确的地下埋管换热器传热模型并用以预测其传热特征和传热规律,是合理设计地下埋管换热器的前提。地下岩土构造复杂多变,一般呈现出明显的分层特性,甚至局部出现地下含水分层构造,地埋管和周围岩土间的传热本质上属于变物性复杂介质条件下的非稳态传热问题。开展复杂条件下岩土介质中地埋管的传热规律研究,对于地埋管换热器的设计和优化具有重要的实际意义。本文采用理论解析、数值模拟、原位实验和室内测试相结合的方法,开展了复杂条件下竖直地埋管换热器的传热特性研究。通过建立能够准确反映现场实际地质条件的地埋管传热理论和数值模型,研究了分层和渗流条件下地埋管的传热规律和影响因素,并将地埋管传热模型和热泵机组模型以及建筑负荷模型耦合,丰富了复杂条件下地源热泵系统动态模拟计算理论和方法。主要内容如下:(1)基于内热源理论、分离变量法和格林函数法,以单个瞬时圆环状热源作为基本单元,提出并建立了竖直埋管换热器分层传热一体化理论模型,详细推导并获得了该理论模型的解析式。模型可统一描述钻孔和桩基竖直埋管换热器的分层传热问题,且考虑了岩土介质的横观各项同性特征,具有较为广泛的适应性。对地埋管单管和管群作用下的传热规律进行了深入研究,获得了长时间运行时分层参数对壁面平均温度的影响规律,给出了分层和均质假设下岩土温度响应的差异,表明了采用分层模型预测地埋管传热的必要性和科学性。(2)综合考虑地面对流传热边界、地下渗流条件和岩土体的横观各项同性特征,基于移动热源理论和格林函数法,建立了地面对流传热边界条件下存在地下水渗流时地埋管换热器的渗流传热理论模型,并获得了该理论模型的解析解。模型突破了传统理论将地面边界设定为第一类边界条件的限制,更切合工程实际,且更具普适性和准确度。基于该理论模型,研究了地下渗流、地面对流作用和热源径向尺寸对地埋管周围岩土温度的影响规律,可为渗流条件下地源热泵工程的设计和优化提供理论支持。(3)基于修正的管道流模型,建立了分层和渗流复杂地质条件下竖直埋管换热器三维瞬态热-渗耦合数值模型。模型通过管内一维和管外三维结合来描述地埋管换热器和周围岩土介质间的渗流和传热耦合问题,在保证计算精度的前提下,可改变由于换热管大长径比而引起的网格质量不高的弊端,显着提高计算效率。利用数值模型,研究了岩土分层和渗流条件下单管和管群作用时钻孔内部的传热特性和影响因素,获得了钻孔壁面及管内流体温度和热流的竖向分布规律。(4)搭建了工程尺度的地埋管原位热响应实验系统,基于p阶线性模型研究了分层岩土中管内流体温度分布特征和综合热性参数的确定方法。结果表明,相对于线性和对数分布,采用p阶线性模型拟合流体温度分布具有更好的精度。此外,利用原位热响应实验数据对三维瞬态数值模型在工程尺度上的适用性进行了验证,为开展复杂条件下地源热泵工程系统的性能模拟计算打下了基础。(5)综合考虑地温季节性波动及岩土体分层和渗流条件,建立了包含建筑负荷模型、地埋管换热器热-渗模型和热泵机组模型的地源热泵系统动态性能模拟计算耦合模型,丰富了复杂地质条件下地源热泵系统长期运行性能模拟计算方法。研究了夏季冷负荷占主导的冬夏不平衡负荷作用下、分层和渗流岩土介质中地源热泵系统长期运行能效的变化规律,获得了负荷特征、地层季节性温度波动、分层渗流、埋管间距因素对地源热泵系统长期运行能效的影响规律。该工作可为复杂条件下地源热泵工程的优化设计和地下储能系统的开发利用提供较为准确的计算理论和方法。
徐南钦[9](2020)在《空气源热泵新型供暖末端换热特性分析》文中研究表明随着现代社会人们对居住环境热舒适性以及建筑节能的要求逐步提高,一种新型供暖末端——低温踢脚板供暖末端最近广受欢迎。本文主要研究内容为新型供暖末端在低供水温度(35-45℃)时与辅助热风(0.5-5m/s)联合供暖下的换热特性。本文主要研究过程、内容及结果如下。(1)基于Fluent软件仿真模拟,研究了不同送回风口布置形式与辅助热风不同送风角度下的换热特性。基于使用UDS文件对房间平均空气龄的计算、房间人员活动区域温度梯度、房间气流分布等结果,得出了顶送顶回形式最佳送风角度为水平向下30°,侧送侧回形式最佳送风角度为水平向下15°的结论。(2)基于最佳送风角度,通过Fluent仿真模拟得到了不同供热水温、新型供暖末端高度及供暖风速下的房间温度,新型供暖末端单位长度换热量、换热系数、室内平均风速等参数。通过拟合软件得到了新型供暖末端关于末端高度、温差和送风风速的换热公式,并与其他文献中数据进行了对比验证。得出在辅助热风送风口风速为5m/s的情况下,不同供水温度的新型供暖末端换热系数可以提升8%-21%的结论。(3)研究了新型供暖末端与辅助热风联合供暖时房间PMV指数的变化关系,发现在较低的供水温度下PMV值都随着风速的增大先增大后减小,并给出了PMV指数关于辅助热风风速、进水口水温、供暖末端高度的函数。(4)结合TRNSYS软件研究了夏热冬冷地区太阳能集热器与空气源热泵联合供暖的可行性,得出了单独使用空气源热泵作为热源最经济的结论。获得了基于TRNSYS软件计算的室内PMV指数,并与Fluent软件拟合结果进行对比分析。验证了辅助热风对减小房间热惰性的作用。以上研究对新型供暖末端换热系数公式的适用范围进行了扩展,对房间温度分布和热舒适性进行了深入研究与分析,同时就供暖系统热源侧和房间负荷侧进行模拟,得出切实可行的供暖方案,总结出的结论为我国夏热冬冷地区供暖设计提供了理论指导和数据支撑。
靖赫然[10](2020)在《数据机房基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统性能研究》文中研究指明随着5G通讯、物联网、人工智能技术的飞速发展,我国数据机房服务器设备的数据处理量高速增长,伴随着较大的发热量和较高的温度,严重影响设备稳定运行。要求机房内制冷设备全年8760h不间断运行并保证一定冗余,能耗问题日益严峻,制冷系统耗电量占机房总能耗的40%以上。降低数据机房空调系统能耗,已成为业界关注的焦点。当室外环境温度较低时,可充分利用室外自然冷能,减少和降低空调系统运行时间及能耗,实现数据机房绿色发展。本文根据数据机房规定的温湿度和洁净度的要求,研发了一种新型基于微热阵列的分体式自然冷能换热器与换热系统,并开展相应研究。将高效传热元件微热管阵列与锯齿形翅片及多孔通道平行流管有效结合,设计了紧凑式的室内侧及室外侧气-水式换热器,并采用闭式水冷循环系统将室内侧与室外侧微热管式换热器串联,建立了基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统。该系统实现了室内外环境之间间接式的高效换热,避免了空气的直接掺混,克服了室外空气受到洁净度及湿度等因素的限制,与现有热管形式的换热系统相比,系统匹配及布置形式更灵活,换热性能及稳定性能更优且更节省空间,同时闭式循环的系统形式相较于室外冷却塔等装置,解决了易冻及补水量较大的问题。本课题针对数据机房室内整体环境和热通道封闭的两种散热情形,对基于微热阵列的分体式自然冷能换热器传热特性、流动特性及换热系统的节能特性开展了如下研究:首先,对不同工质以及小蒸发段面积占比下的微热管阵列在加热温度为5~20oC,冷却温度为-15~10oC时的性能进行了研究及最优化选型。在自然对流及强制对流工况下,蒸发段长度为120 mm,充装工质为R141b时的微热管阵列的传热性能及均温性能最佳,通过对本文以及课题组前期对微热管阵列性能的研究的归纳汇总,为数据机房不同应用场景的微热管阵列选型提供参考。其次,设计并制作了微热管气-水式换热器及其实验台,对微热管换热器的换热性能与流动阻力特性进行了研究。微热管换热器热损失率较小,且逆流式的换热性能优于顺流式的。室内侧换热器的最大换热效率为81.4%,室外侧换热器的最大换热量为7.5 k W,相较于室内侧的9.3 k W减小了18.6%,室内侧换热器的最大?效率为38.5%,相较于室外侧增加了5.7%。二者空气侧最大阻力为339.8Pa,水侧最大阻力为8.86 k Pa。综合评价指标j/f 1/2相对于百叶窗翅片的板翅换热器提升了10.8%。并得到ε-NTU和压降随流量变化的拟合曲线,为后期换热器的理论设计与设备选型提供理论依据。再次,根据换热器性能的差异,建立了三种不同的室内侧与室外侧换热器组合形式(N=0.6,0.75,1)的分体式自然冷能换热系统,在两种散热情形下,对分体式系统的性能进行了实验研究与理论分析。整体环境散热情形下,N=1时的室内侧换热器的传热热阻相较于室外侧换热器减小了39.1%,系统不平衡性较明显。N=0.75时系统的传热及流动性能最优,系统最大换热量为8.7 k W,最大制冷能效系数EER为14.01。热通道封闭的散热情形条件下,N=0.75时系统具有最大换热量为12.4 k W,最大制冷能效系数EER为17.15,相较于整体散热情形分别提高了42.5%和22.4%。并得到系统EER在两种散热情形下的拟合曲线,为其在不同地区的实际应用提供参考。然后,对基于微热管阵列的换热器的传热单元与换热器进行了数值模拟与优化研究。将锯齿形翅片作为研究对象,建立了翅片单元模型,通过数值模拟计算得到表征翅片特性的传热因子j及摩擦因子f,并将其与实验值和理论经验值进行验证。将验证后的j和f、孔隙率以及物性参数作为已知条件赋予简化后的室内外换热器空气侧的多孔介质模型当中,对换热器进行模拟验证及性能优化。得到满足使用要求下的结构紧凑、换热高效的换热器结构形式。最后,对该数据机房自然冷能换热系统进行了不同地域及不同运行工况下的节能特性分析,得出此类系统的使用条件与节能设计方法。在最优化的换热器结构形式的基础上,针对不同气候区的六个典型城市,对数据机房在两种散热情形下的费效比、年节电量、投资回收期、能效指标进行了全年逐时分析。整体环境散热情形下,采用1500 m3/h小风量运行,增加模块数量的措施取得最低费效比,应用分体式自然冷能系统的数据机房的PUE值相较于采用常规空调系统的数据机房降低了11.9%~16.5%,最低PUE为1.75;热通道封闭的散热情形下,应采用2500 m3/h大风量运行,减小分体式系统模块的数量的措施取得最低费效比在0.15元/k Wh以内,投资回收期在1.7年以内,最低PUE为1.57,相较于采用常规空调系统制冷的数据机房降低了15.1%~25%。得到了分体式系统适用于不同气候区的最佳运行工况及系统模块数量,并针对不同气候区对应不同的环境温度条件,给出了数据机房空调系统和分体式自然冷能系统之间切换运行的温度节点及最佳运行策略,为后期分体式换热系统的模块化应用提供理论依据及指导。
二、具有凸出热源的空调室内的复杂对流换热研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、具有凸出热源的空调室内的复杂对流换热研究(论文提纲范文)
(1)农宅采暖烟道烟气流动换热理论及实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
物理名称及符号表 |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2.1 课题背景 |
1.2.2 研究的目的和意义 |
1.3 采暖烟道在农宅中应用 |
1.3.1 垂直采暖烟道的应用现状 |
1.3.2 水平采暖烟道的应用现状 |
1.4 不同结构流道气体流动换热研究现状 |
1.4.1 垂直流道流动换热特性 |
1.4.2 水平流道流动换热特性 |
1.5 不同结构流道气体强化换热研究现状 |
1.5.1 垂直流道强化换热研究 |
1.5.2 水平流道强化换热研究 |
1.5.3 场协同理论在强化换热方面的研究 |
1.6 国内外研究现状总结 |
1.7 论文的主要研究内容及技术路线 |
第2章 农村采暖烟道烟气的流动特性 |
2.1 引言 |
2.2 北方农宅采用烟气的采暖方式 |
2.3 烟道端采暖的结构特点 |
2.4 采暖烟道内的烟气自然流动 |
2.4.1 热压对采暖烟道内部烟气流动的影响 |
2.4.2 风压对采暖烟道内部烟气流动的影响 |
2.4.3 热压和风压共同作用下的采暖烟道内烟气流动 |
2.4.4 采暖烟道内部烟气流动分析 |
2.5 采暖烟道内部烟气流动规律 |
2.5.1 顺风正向流的烟气流动规律 |
2.5.2 逆风正向流的烟气流动规律 |
2.5.3 逆风反向流的烟气流动规律 |
2.6 采暖烟道烟气倒流临界高度确定 |
2.7 本章小结 |
第3章 农村采暖烟道热工实验及测试 |
3.1 引言 |
3.2 垂直采暖烟道热工实验 |
3.2.1 垂直采暖烟道实验台的搭建 |
3.2.2 测点布置及测试仪器 |
3.2.3 实验的相对不确定度 |
3.2.4 实验步骤 |
3.2.5 垂直采暖烟道实验结果分析 |
3.3 水平采暖烟道实际测试 |
3.3.1 水平采暖烟道测试对象 |
3.3.2 测点布置及测试步骤 |
3.3.3 水平采暖烟道热工性能分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 采暖烟道对流-辐射耦合换热模型 |
4.1 引言 |
4.2 采暖烟道内流动换热的特点 |
4.3 烟气物性参数变化特征 |
4.3.1 生物质烟气的成分分析 |
4.3.2 生物质烟气物性参数特性分析 |
4.4 采暖烟道的热力过程分析 |
4.4.1 采暖烟道物理模型 |
4.4.2 热力过程分析 |
4.5 对流-辐射耦合传热模型 |
4.5.1 采暖烟道对流换热模型建立 |
4.5.2 采暖烟道辐射换热模型 |
4.5.3 边界条件的设置 |
4.5.4 网格无关性验证及模型验证 |
4.5.5 物性变化对换热效果的影响 |
4.6 本章小结 |
第5章 采暖烟道流动换热特性模拟及分析 |
5.1 引言 |
5.2 烟气的对流换热与辐射换热特性 |
5.3 垂直采暖烟道换热效果影响因素分析 |
5.3.1 墙体厚度对壁面热流的影响 |
5.3.2 保温层厚度对壁面热流的影响 |
5.3.3 烟道尺寸对壁面热流的影响 |
5.4 水平采暖烟道换热效果影响因素分析 |
5.4.1 壁面厚度对壁面热流的影响 |
5.4.2 烟道尺寸对壁面热流的影响 |
5.5 采暖烟道的设计尺寸推荐 |
5.6 本章小结 |
第6章 采暖烟道的强化换热研究及结构优化 |
6.1 引言 |
6.2 采暖烟道的场协同分析 |
6.2.1 层流流动换热的场协同模型 |
6.2.2 湍流流动换热的场协同模型 |
6.2.3 基于场协同理论的强化换热综合评价因子 |
6.3 农村采暖烟道强化传热的结构指标 |
6.3.1 点式烟道 |
6.3.2 顺排式烟道 |
6.3.3 插排式烟道 |
6.3.4 折返式烟道 |
6.4 农村采暖烟道的结构优化研究 |
6.4.1 点式烟道的强化传热结构指标优化 |
6.4.2 顺排式烟道的强化传热结构指标优化 |
6.4.3 插排式烟道的强化传热结构指标优化 |
6.4.4 折返式烟道的强化传热结构指标优化 |
6.4.5 农村采暖烟道的结构优选 |
6.5 本章小结 |
第7章 火炕-烟道墙联合系统及在农宅中的应用 |
7.1 引言 |
7.2 火炕-烟道墙联合系统的提出 |
7.2.1 新型烟道型复合墙体 |
7.2.2 烟道型复合墙体的热工性能测试 |
7.2.3 火炕-烟道墙联合系统 |
7.2.4 火炕-烟道墙联合系统对室内热环境的影响 |
7.3 应用火炕-烟道墙联合系统的农宅传热模型 |
7.3.1 围护结构的传热数学模型 |
7.3.2 室内空气的热平衡方程 |
7.3.3 建筑动态热过程的求解方法及模型验证 |
7.4 数值计算及模拟结果分析 |
7.4.1 不同墙体对室内热环境的影响 |
7.4.2 不同城市气候条件对室内热环境的影响 |
7.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(2)基于温度基准区域模型的高温热源工业建筑热环境动态模拟方法(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1.绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 围护结构非稳态传热研究 |
1.2.2 室内动态热环境研究 |
1.2.3 区域模型研究 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线 |
2.高温热源工业建筑动态热环境理论分析 |
2.1 围护结构非稳态传热 |
2.1.1 室外气象参数 |
2.1.2 透明围护结构非稳态传热 |
2.1.3 非透明围护结构非稳态传热 |
2.2 室内源项与热压通风 |
2.2.1 室内源项 |
2.2.2 热压通风 |
2.3 室内空气热平衡 |
2.4 本章小结 |
3.基于修正Block模型的建筑热环境动态模拟方法 |
3.1 Block模型的修正 |
3.1.1 壁面热平衡子模型的修正 |
3.1.2 附壁气流子模型的修正 |
3.1.3 热压通风子模型的修正 |
3.1.4 区域热质平衡子模型的修正 |
3.2 热环境动态模拟方法的求解流程与步骤 |
3.3 热环境动态模拟方法的参数影响 |
3.3.1 区域划分依据与数量的影响 |
3.3.2 迭代收敛条件的影响 |
3.4 热环境动态模拟的并行计算 |
3.5 本章小结 |
4.基于修正Block模型的热环境动态模拟方法有效性检验 |
4.1 基于CFD的热环境动态模拟方法有效性检验 |
4.2 CFD非稳态数值模拟方法 |
4.2.1 数值模型 |
4.2.2 网格划分 |
4.2.3 模型选取 |
4.2.4 边界条件 |
4.2.5 物性参数 |
4.2.6 控制方程的离散和计算方法 |
4.2.7 CFD 非稳态数值模拟方法可靠性验证 |
4.3 热环境动态模拟方法的有效性检验 |
4.3.1 内壁面温度分布 |
4.3.2 室内垂直温度分布 |
4.4 本章小结 |
5.基于修正Block模型的热环境动态模拟方法的应用 |
5.1 数值模型 |
5.2 热源温度对热环境的影响 |
5.3 围护结构构造对热环境的影响 |
5.3.1 围护结构分块优化方法 |
5.3.2 分块优化对热环境的影响 |
5.4 工程实际应用 |
5.5 本章小结 |
6.结论及展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的学术成果和奖励 |
学术成果 |
奖励 |
附录 |
附录1 并行计算 |
附录2 室外气象参数计算 |
附录3 围护结构非稳态传热 |
附录4 绘图输出 |
(3)高大空间非均匀室内热环境与能耗耦合动态模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
物理量名称及符号表 |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 课题研究的背景和意义 |
1.2 国内外研究现状及分析 |
1.2.1 高大空间室内热环境与能耗研究现状 |
1.2.2 区域模型研究现状 |
1.2.3 高大空间实测与实验研究现状 |
1.2.4 国内外研究现状总结与分析 |
1.3 本论文的主要研究内容 |
第2章 高大空间室内热环境的现场实测研究 |
2.1 引言 |
2.2 测试地点与时间 |
2.3 测试方案与仪器 |
2.3.1 室内热环境测试方案 |
2.3.2 自然渗风测试方案 |
2.4 测试结果与分析 |
2.4.1 室内热环境测试结果 |
2.4.2 冬季自然渗风测试结果 |
2.5 本章小结 |
第3章 高大空间室内热环境的缩尺模型PIV实验研究 |
3.1 引言 |
3.2 缩尺模型实验方案 |
3.2.1 模型相似理论 |
3.2.2 模型实验台概述 |
3.3 模型实验测量方案 |
3.3.1 代表性点分布测试 |
3.3.2 PIV整场测试 |
3.4 实验结果与分析 |
3.4.1 实验结果 |
3.4.2 实验误差分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 高大空间室内热环境动态区域模型的建立与算法研究 |
4.1 引言 |
4.2 高大空间室内热环境动态区域模型的理论构建 |
4.2.1 速度传播区域模型 |
4.2.2 热压通风模型 |
4.2.3 风压通风模型 |
4.2.4 自然渗风模型 |
4.2.5 机械通风模型 |
4.2.6 温度反馈耦合解析模型 |
4.3 高大空间室内热环境动态区域模型的编程运算 |
4.3.1 区域模型计算体系算法流程 |
4.3.2 流体区域网络构建 |
4.3.3 区域模型求解方法 |
4.3.4 数值解法和参数设定 |
4.4 本章小结 |
第5章 高大空间室内热环境动态区域模型的校验与适用性分析 |
5.1 引言 |
5.2 高大空间室内热环境动态区域模型的验证 |
5.2.1 基于自然对流工况 |
5.2.2 基于自然渗风工况 |
5.2.3 基于机械通风工况 |
5.2.4 基于热压通风工况 |
5.2.5 与CFD和经验模型的对比验证 |
5.3 高大空间室内热环境动态区域模型参数的优化设定 |
5.3.1 表观粘度系数 |
5.3.2 热流量传输系数 |
5.3.3 墙体边界设定 |
5.3.4 区域划分方式 |
5.4 本章小结 |
第6章 基于高大空间室内热环境区域模型的建筑能耗动态模拟研究 |
6.1 引言 |
6.2 建筑能耗动态计算模型与DEST软件概述 |
6.2.1 建筑能耗动态计算模型 |
6.2.2 DeST软件 |
6.3 高大空间室内热环境区域模型与DEST的动态耦合方案 |
6.3.1 模型耦合方法 |
6.3.2 数据交互方式 |
6.4 高大空间室内热环境与能耗耦合模拟的应用案例 |
6.4.1 寒冷地区办公中庭的建筑能耗模拟 |
6.4.2 夏热冬暖地区交通枢纽的分层空调模拟 |
6.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(4)空调除湿系统性能比较及热力学分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 除湿研究背景和意义 |
1.2 换热器研究现状 |
1.3 除湿剂研究现状 |
1.3.1 固体除湿剂研究现状 |
1.3.2 液体除湿剂研究现状 |
1.4 除湿剂再生研究现状 |
1.5 孤立系统中的热力学耦合与空调除湿 |
1.6 本论文创新点 |
1.7 本文的主要内容 |
第2章 空调除湿系统介绍 |
2.1 空调运行基本流程 |
2.2 除湿性能评价参数 |
2.2.1 除湿量 |
2.2.2 除湿效率 |
2.2.3 有效除湿时间 |
2.3 换热器性能评价参数 |
2.3.1 换热器换热效率 |
2.3.2 显热热交换器和全热热交换器效率 |
2.4 再生器性能评价参数 |
2.4.1 再生量 |
2.4.2 再生热交换率 |
2.4.3 再生湿交换率 |
2.4.4 再生效率 |
2.5 空调除湿系统性能的影响因素 |
2.5.1 换热器因素 |
2.5.2 除湿因素 |
2.5.3 再生因素 |
2.6 空调除湿系统传热传质研究 |
2.6.1 流体与壁面传热研究 |
2.6.2 固体除湿剂传热传质研究 |
2.6.3 液体除湿剂传热传质研究 |
2.7 本章小结 |
第3章 空调除湿设备性能比较 |
3.1 加热通风除湿空调 |
3.2 冷冻除湿空调 |
3.3 膜法除湿空调 |
3.4 干燥剂除湿 |
3.4.1 固体干燥剂除湿空调 |
3.4.2 液体除湿 |
3.5 内冷型除湿器 |
3.6 几种除湿装置比较 |
3.7 本章小结 |
第4章 除湿系统热湿交叉的热力学机制 |
4.1 空调除湿系统热湿交叉分析 |
4.2 场协同和热力学耦合机制 |
4.3 固体除湿剂再生热力学分析 |
4.3.1 热风再生 |
4.3.2 微波干燥再生 |
4.3.3 两种再生方式比较 |
4.4 再生器分类 |
4.4.1 加热液体除湿剂的再生方式 |
4.4.2 加热空气的再生方式 |
4.4.3 两种再生方式比较 |
4.5 本章小结 |
第5章 数值模拟分析优化再生过程 |
5.1 再生器物理模型 |
5.2 数值模拟的网格及边界条件设置 |
5.3 LiCl溶液的属性设置 |
5.4 不同入口参数下再生器内温度分布情况 |
5.4.1 不同入口空气风量下再生器内温度分布云图 |
5.4.2 不同入口溶液浓度下再生器内温度分布云图 |
5.4.3 不同入口溶液温度下再生器内温度分布云图 |
5.4.4 不同入口溶液流量下再生器内温度分布云图 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(5)微型建筑空间尺度对室内热环境和人体热舒适的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 微型建筑研究 |
1.2.2 空间尺度与人体热舒适研究 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.4 本章小结 |
第2章 人体热交换与热舒适理论基础 |
2.1 人体热交换理论基础 |
2.1.1 人体热平衡方程 |
2.1.2 人体与环境的辐射换热 |
2.1.3 人体与环境的对流换热 |
2.1.4 人体与环境的蒸发换热 |
2.2 人体热舒适理论基础 |
2.2.1 热感觉与热舒适 |
2.2.2 热舒适模型 |
2.3 本章小结 |
第3章 可变空间微型建筑室内热环境测试与分析 |
3.1 实验台介绍 |
3.2 热环境测试方案 |
3.2.1 实验仪器 |
3.2.2 测点布置 |
3.2.3 实验环境与实验工况 |
3.3 热源开启阶段室内空气温度变化规律 |
3.4 不同空间尺度下微型建筑围护结构及室内空气温度变化规律 |
3.4.1 围护结构内表面温度 |
3.4.2 室内空气平均温度 |
3.4.3 室内空气平均温度与围护结构表面平均温度对比分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 微型建筑室内稳态传热模型的建立 |
4.1 研究对象 |
4.2 角系数计算 |
4.2.1 角系数的四种求取方法 |
4.2.2 不同围护结构表面之间的角系数 |
4.2.3 人体与围护结构内表面的角系数 |
4.2.4 热源与围护结构内表面的角系数 |
4.3 传热模型建立 |
4.3.1 辐射网络图及节点方程 |
4.3.2 传热方程及能量守恒定律 |
4.3.3 求解结果与误差分析 |
4.4 本章小节 |
第5章 不同空间尺度下人体生理参数与热舒适的研究 |
5.1 人体热舒适生理实验概况 |
5.1.1 实验目的 |
5.1.2 受试者 |
5.1.3 生理参数测试方法及装置 |
5.2 人体热舒适生理实验方案 |
5.2.1 实验流程 |
5.2.2 问卷设计 |
5.2.3 数据的处理与分析 |
5.3 生理参数分析 |
5.3.1 体表温度分析 |
5.3.2 心率分析 |
5.3.3 血压分析 |
5.4 问卷调查结果分析 |
5.4.1 热感觉和热舒适分析 |
5.4.2 局部热感觉与整体热感觉的模型建立 |
5.4.3 热期望分析 |
5.4.4 压迫感分析 |
5.5 本章小节 |
第6章 不同空间尺度下微型建筑室内热环境的数值模拟 |
6.1 数值模拟的模型 |
6.1.1 物理模型 |
6.1.2 数学模型 |
6.2 不同空间尺度下室内热环境的数值模拟分析 |
6.2.1 不同空间尺度下温度的数值模拟分析 |
6.2.2 不同空间尺度下PMV的数值模拟分析 |
6.2.3 不同空间尺度下PPD的数值模拟分析 |
6.3 室内空气温度模拟、实验测试和解析解之间的对比分析 |
6.4 模拟结果PMV和问卷调查结果TSV之间的对比分析 |
6.5 本章小节 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(6)形式与能量环境调控的建筑学模型研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究的背景、视角与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究视角 |
1.1.3 研究意义 |
1.2 研究的核心概念 |
1.2.1 形式能量法则/形式重力法则 |
1.2.2 建筑环境调控 |
1.2.3 建筑气候适应性 |
1.2.4 能量机制 |
1.2.5 建筑热力学模型 |
1.3 研究综述 |
1.3.1 有关环境调控的理论研究 |
1.3.2 有关热力学建筑理论的研究 |
1.3.3 有关民居气候适应性的研究 |
1.3.4 小结 |
1.4 研究内容 |
1.4.1 拟解决的关键问题 |
1.4.2 论文的研究内容 |
1.4.3 论文的框架结构 |
第二章 建筑形式与能量法则的理论模型构建 |
2.1 建筑形式与能量的理论基础 |
2.1.1 气候与生物——建筑生物气候学 |
2.1.2 适应与进化——生物进化论思想 |
2.1.3 耗散与协同——热力学建筑理论 |
2.2 建筑形式的能量法则 |
2.2.1 形式、物质与能量 |
2.2.2 重力法则与能量法则:从静力学到热力学 |
2.2.3 能量视角下的建筑特征 |
2.3 建筑形式与能量的历史演进与理论共构 |
2.3.1 形式适应气候——建筑环境调控的原始起源与乡土发展 |
2.3.2 形式追随设备——建筑环境调控的机械介入与价值异化 |
2.3.3 形式响应能量——建筑环境调控的自然回归与整体共构 |
2.4 建筑形式与能量的发展机制与价值取向 |
2.4.1 建筑进化——建筑形式与能量的发展机制 |
2.4.2 能量响应——建筑形式与能量的价值取向 |
2.5 本章小结 |
第三章 建筑形式与能量关系的系统模型构建 |
3.1 建筑环境调控的系统模型 |
3.1.1 复杂性科学视角 |
3.1.2 建筑环境调控系统 |
3.1.3 建筑环境调控系统的历史维度 |
3.1.4 建筑环境调控的系统模型 |
3.2 气候——外部能量系统 |
3.2.1 气候的释义 |
3.2.2 气候与能量 |
3.2.3 气候的层级 |
3.2.4 全球性气候 |
3.2.5 微气候 |
3.3 舒适——人体反应系统 |
3.3.1 人体热舒适与能量平衡 |
3.3.2 物理参数 |
3.3.3 人体热舒适的综合评价 |
3.3.4 热舒适指标的选取 |
3.4 建筑——建筑调控系统 |
3.4.1 能量转换方式 |
3.4.2 建筑传热过程 |
3.5 环境调控系统的形式呈现 |
3.5.1 被动式环境调控系统的形式呈现 |
3.5.2 主动式环境调控系统的形式呈现 |
3.5.3 案例分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 建筑形式与能量机制的数理模型构建 |
4.1 建筑调控系统的能量机制 |
4.1.1 能量捕获——促进 |
4.1.2 能量隔离——抑制 |
4.1.3 能量阻尼——延迟 |
4.2 建筑形式因子与环境物理参数的聚类分析与完备性研究 |
4.2.1 界面 |
4.2.2 体形 |
4.3 基于数理模型的数值模拟方法 |
4.3.1 建筑性能数值模拟概论 |
4.3.2 传导、对流、辐射耦合的数值模拟分析方法 |
4.4 本章小结 |
第五章 建筑形式与能量原型的分析模型构建 |
5.1 建筑热力学模型的定义 |
5.1.1 类型·原型与范型·模型 |
5.1.2 建筑环境调控的类型研究 |
5.1.3 建筑热力学模型——分析模型 |
5.2 酷寒区热力学原型——东北汉族民居 |
5.3 寒冷区热力学原型——晋西半地坑窑民居 |
5.4 干寒区热力学原型——青甘庄窠民居 |
5.5 温暖区热力学原型——云南汉式合院民居 |
5.6 湿晦区热力学原型——徽州厅井民居 |
5.7 湿热区热力学原型——岭南广府民居 |
5.8 建筑形式因子气候适应性综合分析 |
5.8.1 建筑形式因子与气候要素的相关性分析 |
5.8.2 各气候区建筑原型的对比分析 |
5.9 热力学模型 |
5.10 热力学模型图示工具 |
5.10.1 环境调控的建筑设计 |
5.10.2 设计流程与工具 |
5.10.3 热力学模型图示工具的应用原理与优点 |
5.11 本章小结 |
第六章 结语 |
6.1 研究结论 |
6.2 研究创新性 |
6.3 不足与展望 |
致谢 |
附录 |
参考文献 |
作者简介 |
(7)基于OpenModelica平台的太阳能烟囱模拟和模型控制优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
英文摘要 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的 |
1.3 研究方法 |
1.4 研究意义 |
1.5 文章主要内容和框架 |
第二章 相关研究综述 |
2.1 相关概念介绍 |
2.1.1 太阳能烟囱的概念 |
2.1.2 Modelica和 OpenModelica介绍 |
2.2 太阳能烟囱研究现状 |
2.2.1 太阳能烟囱在实际建造中的应用 |
2.2.2 太阳能烟囱热工性能研究 |
2.2.3 太阳能烟囱节能效果研究 |
2.3 Modelica研究现状 |
2.3.1 Modelica模拟在建筑领域的应用 |
2.3.2 太阳能烟囱Modelica模拟 |
2.4 本章小结 |
第三章 模型搭建过程 |
3.1 烟囱模型的建立 |
3.2 研究工具和验证工具 |
3.3 热压通风模型 |
3.3.1 通风口模型 |
3.3.2 烟囱腔体模型 |
3.4 玻璃盖板模型 |
3.4.1 太阳辐射模型 |
3.4.2 玻璃传热模型 |
3.5 房间窗口模型 |
3.6 房间传热模型 |
3.6.1 墙体和屋顶传热过程传热 |
3.6.2 地面传热 |
3.7 房间内部得热 |
3.7.1 室内固定热源 |
3.7.2 空调控制系统 |
3.8 等效气候模型 |
3.9 本章小结 |
第四章 太阳能烟囱的模拟、验证和优化 |
4.1 稳态太阳能烟囱的模拟和验证 |
4.1.1 Fluent模拟验证 |
4.1.2 辐射强度对通风效果的影响 |
4.1.3 烟囱高度对通风效果的影响 |
4.1.4 房间窗口大小对通风效果的影响 |
4.2 动态太阳能烟囱的模拟和验证 |
4.2.1 Energy Plus模拟验证 |
4.2.2 太阳能烟囱对室内物理环境的贡献 |
4.2.3 太阳能烟囱对建筑节能的贡献 |
4.3 太阳能烟囱模型运行模式的优化选择 |
4.3.1 建立合理的烟囱-房间体积配比 |
4.3.2 控制房间窗户的开启时段 |
4.3.3 控制太阳能烟囱的通风强度 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与研究展望 |
5.1 总结 |
5.2 论文创新点 |
5.3 研究展望 |
致谢 |
主要参考文献 |
插图和附表清单 |
附录一 OpenModelica部分模型代码 |
附录二 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(8)分层和渗流条件下竖直地埋管换热器传热特性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 选题背景与研究意义 |
1.2 国内外研究现状分析 |
1.3 存在的问题 |
1.4 研究内容与技术路线 |
2 分层岩土介质中地埋管传热理论模型和传热规律研究 |
2.1 研究思路和物理模型 |
2.2 格林函数的获得 |
2.3 分层传热理论模型的解析解 |
2.4 分层传热理论模型的验证 |
2.5 分层传热温度响应规律 |
2.6 管群作用下分层传热温度响应规律 |
2.7 岩土分层参数对温度响应的影响 |
2.8 分层模型适用时间尺度分析 |
2.9 本章小结 |
3 渗流岩土介质中地埋管传热理论模型和传热规律研究 |
3.1 物理模型及假设 |
3.2 格林函数的获得 |
3.3 渗流传热理论模型的解析解 |
3.4 渗流传热理论模型解析解的验证 |
3.5 渗流作用下温度响应规律 |
3.6 地面对流效应的影响分析 |
3.7 热源尺寸效应的影响分析 |
3.8 本章小结 |
4 分层和渗流条件下地埋管换热器热-渗耦合数值分析 |
4.1 数值模型 |
4.2 数值模型的验证 |
4.3 含渗流分层岩土介质中地埋管传热规律 |
4.4 管群作用下含渗流分层岩土中地埋管传热规律 |
4.5 本章小结 |
5 分层岩土介质中地埋管管内流体传热特性实验研究 |
5.1 测试原理 |
5.2 实验系统 |
5.3 岩土分层特征和初始岩温 |
5.4 恒热流工况实验结果与分析 |
5.5 恒温工况实验结果与分析 |
5.6 热响应实验数据和数值模型结果对比 |
5.7 本章小结 |
6 分层和渗流条件下地源热泵系统长期动态性能模拟研究 |
6.1 计算模型与方法 |
6.2 浅层地温季节性变化规律 |
6.3 长期动态性能模拟计算结果 |
6.4 浅层地温季节性变化对长期动态性能的影响 |
6.5 渗流作用对长期动态性能的影响 |
6.6 埋管间距对长期动态性能的影响 |
6.7 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
附录1 两层岩土介质中瞬时圆环状内热源的特征值、特征函数及相关量的推导 |
附录2 分层岩土介质中地埋管传热解析解的MATLAB计算程序 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(9)空气源热泵新型供暖末端换热特性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的背景和意义 |
1.1.1 我国供暖现状及南北差异对比 |
1.1.2 国外供暖现状 |
1.1.3 各供暖系统及其末端设备优缺点对比 |
1.1.4 空气源热泵新型供暖末端系统的研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 课题来源及主要研究内容 |
第2章 空气源热泵新型供暖末端数值模拟 |
2.1 仿真模型的建立 |
2.1.1 仿真软件简介 |
2.1.2 数学模型的建立 |
2.1.3 几何模型的建立 |
2.1.4 网格的划分 |
2.1.5 模型参数设置和求解计算 |
2.2 送风角度的确定 |
2.2.1 送风角度选取方法 |
2.2.2 不同角度送风房间参数结果 |
2.3 无辅助热风新型供暖末端换热系数仿真验证 |
2.4 辅助热风新型供暖末端及房间系统仿真结果及分析 |
2.4.1 房间温度结果及分析 |
2.4.2 房间内风速和气流组织结果及分析 |
2.4.3 新型供暖末端单位长度换热量和换热系数结果及分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 新型供暖末端系统公式拟合及房间PMV分析 |
3.1 新型供暖末端公式拟合 |
3.1.1 无辅助热风新型供暖末端公式拟合 |
3.1.2 辅助热风新型供暖末端及房间系统公式拟合 |
3.2 房间PMV分析 |
3.2.1 PMV与PDD指数简介 |
3.2.2 PMV分析方法 |
3.2.3 PMV仿真结果及分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 基于TRNSYS的空气源热泵新型供暖末端系统仿真分析 |
4.1 TRNSYS软件简介 |
4.1.1 软件组成及功能 |
4.1.2 本文主要使用部件 |
4.2 TRNSYS建筑供暖负荷侧仿真 |
4.2.1 房间模型的建立 |
4.2.2 围护结构参数的确定 |
4.2.3 房间负荷的确定及仿真结果 |
4.3 TRNSYS建筑供暖热源侧仿真 |
4.3.1 热源侧部件连接及参数设置 |
4.3.2 热源侧仿真结果分析 |
4.4 TRNSYS房间模型PMV及房间热惰性分析 |
4.4.1 基于TRNSYS的 PMV分析 |
4.4.2 基于TRNSYS的房间热惰性分析 |
4.5 本章小结 |
总结与展望 |
全文总结 |
创新点 |
工作展望 |
参考文献 |
附录 A攻读硕士学位期间的科研成果 |
致谢 |
(10)数据机房基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.1.1 能源现状 |
1.1.2 数据机房能耗现状 |
1.1.3 研究意义 |
1.2 国内外数据机房冷却系统研究现状 |
1.2.1 芯片级冷却系统研究现状 |
1.2.2 机柜级冷却系统研究现状 |
1.2.3 行间级冷却系统 |
1.2.4 房间级冷却系统 |
1.3 数据机房利用自然冷能节能的研究现状 |
1.3.1 自然冷却-风系统研究现状 |
1.3.2 自然冷却-水系统系统研究现状 |
1.3.3 自然冷却-热管系统研究现状 |
1.4 本课题研究内容及技术框架 |
1.4.1 研究思路及框架 |
1.4.2 本研究的主要内容 |
第2章 基于微热管阵列的气-水式换热器性能研究 |
2.1 微热管阵列及其传热特性 |
2.1.1 微热管阵列简介 |
2.1.2 微热管阵列实验测试平台 |
2.1.3 微热管阵列传热性能试验研究 |
2.2 基于微热管阵列的室内侧换热器性能研究 |
2.2.1 基于微热管阵列的室内侧换热器实验测试系统 |
2.2.2 实验测试方案及数据处理 |
2.2.3 基于微热管阵列的换热器的换热特性研究 |
2.2.4 基于微热管阵列的换热器的阻力特性研究 |
2.2.5 基于微热管阵列的换热器的综合性能评价 |
2.3 基于微热管阵列的室外侧换热器性能研究 |
2.3.1 室外侧微热管换热器及实验测试系统 |
2.3.2 实验测试方案及误差分析 |
2.3.3 室外侧换热器传热与流动特性 |
2.3.4 室外侧与室内侧微热管换热器的?效率对比分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 分体式自然冷能换热系统性能研究 |
3.1 分体式自然冷能换热系统构造及运行原理 |
3.2 分体式自然冷能换热系统实验平台 |
3.3 实验方法及数据处理 |
3.3.1 实验测试方案 |
3.3.2 分体式自然冷能换热系统的性能评价指标 |
3.3.3 实验数据误差分析 |
3.4 分体式换热系统在整体环境散热情形下的性能研究 |
3.4.1 分体式换热系统热损失性能分析 |
3.4.2 分体式换热系统换热性能分析 |
3.4.3 整体环境散热情形下分体式换热系统温度及热阻分布 |
3.5 整体环境散热情形不同组合形式的系统性能研究及优化分析 |
3.5.1 不同组合形式下的系统换热性能对比分析 |
3.5.2 不同组合形式下的系统流动特性分析 |
3.5.3 不同组合形式下的性能系数 EER 对比分析 |
3.6 分体式换热系统在热通道封闭情形下的性能研究 |
3.6.1 热通道封闭情形下分体式换热系统温度及热阻分布 |
3.6.2 热通道封闭散热情形的系统换热性能对比分析 |
3.6.3 热通道散热情形下的EER对比分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 基于微热管阵列的换热器数值模拟研究与优化 |
4.1 概述 |
4.2 锯齿形翅片单元的数值模拟研究 |
4.2.1 锯齿形翅片单元物理模型 |
4.2.2 翅片单元的数学模型 |
4.2.3 传热因子j和摩擦因子f的验证 |
4.2.4 锯齿形翅片的温度、速度及压力分布 |
4.3 基于微热管阵列的换热器的数值模拟研究 |
4.3.1 室内侧换热组件的换热性能验证及结果分析 |
4.3.2 微热管换热器的优化研究 |
4.4 本章小结 |
第5章 分体式自然冷能系统节能特性分析 |
5.1 数据机房节能概况 |
5.2 数据机房负荷特性模拟研究 |
5.2.1 数据机房模型及负荷特性 |
5.2.2 不同气候分区典型城市设定 |
5.2.3 不同典型城市的负荷计算 |
5.3 数据机房节能评价体系 |
5.3.1 数据机房能耗评价指标 |
5.3.2 数据机房节能改造设计及参数设定 |
5.3.3 改造后空调系统的节能评价指标 |
5.4 数据机房经济性能分析 |
5.4.1 北京地区整体环境散热情形下最佳运行模式 |
5.4.2 北京地区热通道封闭情形下最佳运行模式 |
5.4.3 不同典型城市的最佳运行模式分析 |
5.5 最佳模式下数据机房节能特性分析 |
5.5.1 整体环境散热情形下的节能特性分析 |
5.5.2 热通道封闭散热情形下的节能特性分析 |
5.5.3 不同典型城市下的节能特性对比分析 |
5.6 数据机房综合评价 |
5.6.1 电能利用效率PUE评价 |
5.6.2 碳使用率CUE评价 |
5.7 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读博士期间发表的学术论文 |
致谢 |
四、具有凸出热源的空调室内的复杂对流换热研究(论文参考文献)
- [1]农宅采暖烟道烟气流动换热理论及实验研究[D]. 于克成. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [2]基于温度基准区域模型的高温热源工业建筑热环境动态模拟方法[D]. 王超杰. 西安建筑科技大学, 2021(01)
- [3]高大空间非均匀室内热环境与能耗耦合动态模拟研究[D]. 卢彦羽. 哈尔滨工业大学, 2021
- [4]空调除湿系统性能比较及热力学分析[D]. 燕光龙. 兰州理工大学, 2021(01)
- [5]微型建筑空间尺度对室内热环境和人体热舒适的影响研究[D]. 鲁波. 扬州大学, 2021
- [6]形式与能量环境调控的建筑学模型研究[D]. 仲文洲. 东南大学, 2021
- [7]基于OpenModelica平台的太阳能烟囱模拟和模型控制优化研究[D]. 吕童. 南京大学, 2020(12)
- [8]分层和渗流条件下竖直地埋管换热器传热特性研究[D]. 张东海. 中国矿业大学, 2020(03)
- [9]空气源热泵新型供暖末端换热特性分析[D]. 徐南钦. 湖南大学, 2020(08)
- [10]数据机房基于微热管阵列的分体式自然冷能换热系统性能研究[D]. 靖赫然. 北京工业大学, 2020(06)