毛细管辐射空调末端供冷性能的数值模拟及实验研究

发布时间：2017-10-30 17:24

  本文关键词：毛细管辐射空调末端供冷性能的数值模拟及实验研究

  更多相关文章： 毛细管顶板辐射供冷 温度不均匀系数 数值模拟 供冷性能 辐射供冷实验

【摘要】：辐射供冷空调是以较高温度的冷水供入辐射末端的系统,以辐射换热为主要方式冷却室内环境,处理室内显热负荷,使人体能够获得较高的热舒适感。辐射末端和周围环境的换热过程受到辐射冷顶板结构、冷冻供水状况、室内负荷等因素的影响。相比于传统的对流式空调系统,毛细管辐射空调系统作为一种有效的供冷方式,室内可以达到较小的温度梯度,减小局部的热不舒适感。本文为了评价辐射冷顶板表面的温度均匀性分布,提出温度不均匀系数,综合考虑不同顶板结构、冷冻水参数和热源等影响因素,通过数值模拟和实验测试的方法,系统研究毛细管辐射顶板供冷性能和辐射空调房间室内热环境的变化规律,论文的主要工作如下:(1)综合考虑辐射顶板内的导热、及辐射顶板与室内的对流和辐射换热,建立毛细管辐射冷顶板模型,系统分析了冷水供水工况(冷水温度和冷水流速)、毛细管管结构(管径和管间距)、抹灰层状况(抹灰厚度和导热系数)等因素对辐射顶板供冷能力及顶板表面温度均匀性的影响规律,模拟结果和ASHRAE计算值对比,平均偏差在15%以内,在此基础上研究毛细管管径取值的优化范围。(2)根据实验室的具体尺寸及毛细管在顶板表面的分布状况,建立毛细管辐射空调房间模型,实验数据作为模型计算的边界条件,温度模拟值与实验值的误差在10%以内。利用本文建立的模型,研究两种因素(冷水流量和热源强度)对毛细管辐射空调房间室内环境的影响规律。(3)通过搭建毛细管辐射空调实验平台,进行顶板辐射供冷实验,研究不同冷水供水温度参数和送风工况对顶板表面、室内竖向及水平面的温度梯度和均匀性分布规律。
【关键词】：毛细管顶板辐射供冷 温度不均匀系数 数值模拟 供冷性能 辐射供冷实验
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU831
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 辐射板传热过程的研究12-13
• 1.2.2 辐射末端性能的影响研究13-15
• 1.2.3 辐射空调房间室内热环境研究15-16
• 1.3 课题研究内容16-17
• 第2章 毛细管网辐射冷顶板传热数值模拟研究17-33
• 2.1 毛细管辐射冷顶板传热数值方法17-21
• 2.1.1 物理模型17-18
• 2.1.2 数学模型18-19
• 2.1.3 网格划分及条件设置19-20
• 2.1.4 温度不均匀分布评价方法20-21
• 2.2 毛细管顶板辐射供冷性能的数值模拟21-25
• 2.2.1 数值传热模型的验证21-22
• 2.2.2 毛细管辐射顶板温度不均匀系数22-24
• 2.2.3 毛细管辐射顶板供冷量24-25
• 2.3 金属辐射板和抹灰层辐射末端供冷性能模拟结果对比分析25-28
• 2.3.1 两种辐射板供冷量对比分析26-27
• 2.3.2 两种辐射顶板表面温度分布对比分析27-28
• 2.4 管径对毛细管辐射供冷性能影响研究28-32
• 2.4.1 物理模型28-29
• 2.4.2 管径对辐射顶板供冷量的影响29-30
• 2.4.3 管径对辐射顶板表面温度分布的影响30-31
• 2.4.4 管壁厚度对辐射顶板表面温度和供冷量的影响31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 毛细管辐射空调房间供冷性能的数值模拟研究33-47
• 3.1 物理模型33-35
• 3.2 数学模型35-36
• 3.3 边界条件36
• 3.4 数值模拟结果分析36-46
• 3.4.1 冷水流量对辐射空调房间热环境的影响37-40
• 3.4.2 热源强度对辐射空调房间热环境的影响40-45
• 3.4.3 误差分析45-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第4章 毛细管辐射空调房间供冷性能的实验研究47-59
• 4.1 实验测试平台47-50
• 4.1.1 实验系统47-48
• 4.1.2 测试方案及仪器介绍48-50
• 4.2 冷水供水温度对室内热环境影响分析50-53
• 4.2.1 辐射顶板表面温度50-51
• 4.2.2 垂直方向的温度分布51-52
• 4.2.3 水平面内温度分布52-53
• 4.3 送风工况对室内热环境影响分析53-58
• 4.3.1 辐射顶板表面温度54-55
• 4.3.2 垂直方向的温度和速度分布55-56
• 4.3.3 水平面内温度和速度分布56-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第5章 结论与展望59-61
• 5.1 论文的主要结论59
• 5.2 展望59-61
• 参考文献61-67
• 作者攻读硕士学位期间发表的论文67-68
• 致谢68

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