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毛细管辐射式空调系统的CFD研究

作 者: 刁建美
导 师: 巩玉发
学 校: 辽宁工程技术大学
专 业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 数值模拟 毛细管辐射式空调系统 置换通风 熵产
分类号: TU831.6
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要


随着人们生活水平的提高,空调的应用越来越广泛,而且对空调的舒适性、节能性及环保方面提出了更高的要求。因此,使用空调系统提供良好的室内空气品质和较高的舒适性变得越来越重要。对于传统空调系统来说,高舒适度意味着高能耗。节能、环保、舒适的空调系统才能适应现代建筑。毛细管辐射式温湿度独立控制空调系统综合了置换通风系统在提高室内空气品质方面的优越性,以及毛细管辐射末端具有可观的节能效果,从而具有很强的实用性与可观的发展前景。文中建立了顶板式毛细管辐射末端加置换通风空调房间和墙壁式毛细管辐射末端加置换通风空调房间的物理模型,采用CFD软件对这两种空调房间内的热环境进行了数值模拟研究,分别得到了采暖和供冷时房间内的温度场和速度场分布情况,进行了相关分析和评价,并通过改变南外窗的热流密度、送风速度、送风温度、毛细管席表面的温度等参数,分析其对室内热环境的影响。最后运用熵产和火用损失的概念对毛细管辐射末端和置换通风方式的不可逆损失进行了分析。

全文目录


致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-18
  1.1 本文提出的背景  11-13
    1.1.1 现有空调系统存在的问题  11-12
    1.1.2 对新空调方式的要求  12-13
    1.1.3 本文研究的意义  13
  1.2 毛细管辐射式温湿度独立调节空调系统的国内外研究现状  13-16
    1.2.1 国外研究历史和现状  13-14
    1.2.2 国内研究历史和现状  14-16
  1.3 本文的研究方向及主要内容  16-17
  1.4 本章小结  17-18
2 毛细管辐射式温湿度独立调节空调系统  18-26
  2.1 毛细管辐射式温湿度独立调节空调系统的工作原理  18-23
    2.1.1 去除显热的室内末端装置  18-21
    2.1.2 去除潜热的室内送风末端装置  21-23
  2.2 毛细管辐射式温湿度独立调节空调系统与传统空调系统的区别  23-24
  2.3 毛细管辐射式温湿度独立调节空调系统的优点  24-26
3 数值模拟的理论及过程  26-43
  3.1 CFD 简介  26-30
    3.1.1 CFD 简介  26-27
    3.1.2 CFD 的求解过程  27-30
  3.2 空调房间的三维模型的建立  30-34
    3.2.1 物理模型  30
    3.2.2 数学模型  30-34
  3.3 定义材料  34-35
  3.4 定义边界条件  35
  3.5 数值求解  35-39
    3.5.1 控制区域的离散化  35-36
    3.5.2 控制方程的离散化  36-37
    3.5.3 边界条件和初始条件的离散化  37
    3.5.4 控制参数的设置  37-38
    3.5.5 代数方程的求解  38-39
  3.6 显示和输出计算结果  39-40
  3.7 模型验证  40-42
  3.8 本章小结  42-43
4 数值模拟结果及分析  43-65
  4.1 夏季应用辐射制冷的数值模拟  43-59
    4.1.1 顶板辐射制冷加置换通风情况的数值模拟  43-50
    4.1.2 墙壁辐射制冷加置换通风情况的数值模拟  50-54
    4.1.3 两种供冷房间的对比分析  54
    4.1.4 顶板辐射加置换通风系统中影响室内流场的因素分析  54-59
  4.2 冬季应用辐射采暖的数值模拟  59-63
    4.2.1 顶板采暖情况分析  59-61
    4.2.2 墙壁采暖情况分析  61-63
  4.3 本章小结  63-65
5 节能性研究  65-74
  5.1 用熵产的概念对能耗进行分析  65-71
    5.1.1 熵的概念  65-66
    5.1.2 下送上回通风方式的熵产数值模拟  66-69
    5.1.3 送风速度对熵产的影响  69-70
    5.1.4 与其它通风方式的熵产数值模拟的对比  70-71
  5.2 火用的概念对能耗的分析  71-73
    5.2.1 火用的概念  71
    5.2.2 火用分析理论  71-72
    5.2.3 与传统的风机盘管空调系统的火用分析比较  72-73
  5.3 本章小结  73-74
结论  74-76
参考文献  76-79
作者简历  79
在学期间发表的学术论文  79-80
学位论文数据集  80-81

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 房屋建筑设备 > 空气调节、采暖、通风及其设备 > 空气调节 > 空气调节制冷技术
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