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冰蓄冷低温送风空调系统的应用研究及CFD模拟

作　者: 黄慧丽
导　师: 陈杨华
学　校: 南昌大学
专　业: 工程热物理
关键词: 冰蓄冷低温送风气流组织数值模拟
分类号: TU831
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 201次
引　用: 2次
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内容摘要

冰蓄冷空调技术是实现电网负荷“削峰填谷”的有效措施。当冰蓄冷与低温送风相结合时,能创造更好的经济效益。但是采用低温送风系统时,室内易出现“冷风”下坠或“热风”上浮而不能与工作区空气充分混合的问题,对人体热舒适感觉极为不利。这就促使我们去了解空调房间的气流组织的分布情况,以分析其是否满足人体舒适性要求。本文以一冰蓄冷低温送风实验房间为例,采用计算流体动力学(CFD)方法,通过对三维直角坐标系下的低温送风稳态流场进行数值模拟来研究室内气流分布规律。采用高Re数的标准k-ε双方程模型和壁面函数法、风口模型相结合的方式,并通过实验数据来验证所采用的湍流模型及风口模型的正确性。然后对不同温度低温送风的流场进行了模拟,并利用模拟结果,对舒适性进行了分析。为今后冰蓄冷低温送风空调的实际应用提供了有意义的参考。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章绪论  8-20
  1.1 课题研究的背景和意义  8-9
  1.2 空调蓄冷技术研究现状及应用情况  9-13
    1.2.1 蓄冷技术发展历程  9-11
    1.2.2 蓄冷技术研究现状  11
    1.2.3 蓄冷技术工程应用情况统计分析  11-13
  1.3 冰蓄冷与低温送风简介  13-15
    1.3.1 冰蓄冷简介  13-14
    1.3.2 低温送风方式的原理及特点  14-15
  1.4 冰蓄冷低温送风空调系统的发展及研究现状  15-18
    1.4.1 冰蓄冷低温送风空调系统的发展  15-16
    1.4.2 冰蓄冷低温送风空调系统研究现状  16-18
  1.5 空调房间气流组织的模拟方法  18-19
  1.6 课题研究的方法及内容  19-20
第2章计算流体动力学(CFD)分析  20-31
  2.1 CFD简介  20-22
    2.1.1 计算流体动力学(CFD)的发展  20-21
    2.1.2 CFD软件的一般结构  21-22
    2.1.3 FLUENT软件简介  22
  2.2 基本控制方程  22-24
  2.3 控制方程的离散  24-28
    2.3.1 常用的离散方法  24-25
    2.3.2 常用的离散格式  25-26
    2.3.3 离散过程及结果  26-28
  2.4 求解离散方程的SIMPLE算法  28-30
  2.5 本章小结  30-31
第3章湍流模型的选择  31-39
  3.1 湍流现象概述  31
  3.2 湍流的数值模拟方法简介  31-32
  3.3 涡粘模型  32-35
    3.3.1 零方程模型  33
    3.3.2 一方程模型  33-34
    3.3.3 两方程模型  34-35
  3.4 近壁区使用k-ε模型的处理方法  35-36
  3.5 边界条件的选择  36-37
    3.5.1 入口边界  36-37
    3.5.2 出口边界  37
    3.5.3 壁面边界条件  37
  3.6 本章小结  37-39
第4章数值模拟的验证  39-48
  4.1 物理模型的建立  39-41
    4.1.1 模拟与实验房间  39
    4.1.2 低温风口模型的简化  39-40
    4.1.3 模拟房间的简化和网格划分  40-41
  4.2 模拟设置  41-43
  4.3 测点的布置及实验值说明  43-44
  4.4 数值模拟的验证  44-47
  4.5 本章小结  47-48
第5章冰蓄冷低温送风气流组织模拟分析  48-73
  5.1 气流组织模拟分析  48-56
    5.1.1 温度场分析  48-51
    5.1.2 速度场分析  51-56
  5.2 超低温送风流场模拟分析  56-63
    5.2.1 7℃送风的流场模拟  57-60
    5.2.2 4℃送风的流场模拟  60-63
    5.2.3 不同温度送风时的流场对比分析  63
  5.3 顶送单侧下回方式气流组织模拟分析  63-67
  5.4 用模拟方法研究低温送风时的热舒适性  67-72
    5.4.1 有效风感温度(EDT)  67-68
    5.4.2 空气分布特性指标(ADPI)  68
    5.4.3 舒适性对温度梯度和工作区风速的要求  68-69
    5.4.4 EDT和ADPI分析  69-72
  5.5 本章小结  72-73
第6章结论及展望  73-75
  6.1 结论  73-74
  6.2 展望  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-79
攻读学位期间的研究成果  79

冰蓄冷低温送风空调系统的应用研究及CFD模拟

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