夏热冬冷地区动态传热保温设计室外典型气象参数确定方法

GB50176-2016《民用建筑热工设计规范》中围护结构外墙保温设计采用稳态方法,但夏热冬冷地区由于特有的建筑运行模式,使外墙传热方向发生逆转,故稳态方法难以满足冬季室内热环境水平提升的实际需求。提出一种基于动态传热的冬季外墙保温设计室外计算温度确定方法,探究室外干球温度和太阳辐射逐时波动的最不利组合,将保温设计的目标由“日”提升到“时”。基于典型城市2007-2017年逐时气象数据,以外墙内表面温度的累计不保证天数作为热工设计指标,将累计不保证天数恰好不为0(指各朝向外墙内表面温度低于室内基本热舒适条件下所能允许温差的天数)时作为典型日挑选的依据,并将典型日出现频率最高的日期作为室外计算温度选取的依据,获得冬季保温设计典型日,并获得了典型日计算时长的影响。可为夏热冬冷地区围护结构外墙保温设计室外计算参数的挑选提供理论支撑。

基于动态传热模型的车载LNG气瓶日蒸发率检测

车载LNG气瓶是一种储存低温液化气体的低温绝热气瓶装置,其标准日蒸发率测试过于耗时,给使用单位的正常运行带来很大困扰。将辐射传热简化为热传导传热,建立了静置阶段和测试阶段的传热模型,求解了日蒸发率的解析式,并与实际检测数据进行了对比。结果表明,模型与检测数据相符合,提高充装量可以缩短静置时间,气瓶内胆材料的热容是产生长静置时间的原因。

新型节能墙体的动态传热反应系数法分析

利用有限差分法求解新型节能墙体砌块三维温度场和热阻 ,使得计算结果更准确地反映了墙体砌块的静态热工性能。用不稳定传热理论和计算机模拟分析了空心墙体砌块 ,通过比较当量密度法和当量厚度法 ,确定了传热反应系数项数的确定值 ,进一步完善了传热反应系数法 。

TIM复合墙体的动态传热研究

分析了带有透明绝热材料的建筑墙体的传热过程，给出了简单、合理的计算模型，并以实例说明这种建筑墙体的节能效果。

交变温度作用下填充PCM砖墙的动态传热特性

采用enthalpy-porosity法建立交变温度作用下填充相变材料(PCM)的砖墙内伴有熔化和凝固相变过程的动态传热模型并进行数值计算,比较实心砖墙与PCM砖墙的室内侧壁温响应变化,分析讨论墙体中PCM填充份额和PCM填充空间分布对墙体动态传热过程的影响,并对填充PCM墙体结构进行性能评价。研究结果表明,填充PCM的砖墙结构由于其孔隙中填充的PCM通过熔化/凝固相变作用蓄存了潜热,有效削弱了外界温度变化对室内壁温的影响,对室内温度起到削峰填谷的作用。随着砖墙中填充PCM份额的增加,室内侧温度的波动幅度明显减小,且对室外交变温度作用的滞后效果也相应得到增强。对于相同的PCM填充份额,PCM的填充分布方式对砖墙的保温性能和温度滞后效果也存在一定影响,但影响并不明显。

地下建筑壁面动态传热的数值分析研究

基于地下建筑的传热机理 ,建立了深埋地下建筑壁面动态传热的数学模型 ,在边界条件的处理上引进了反应系数 ,使动态问题得以解决 ,依据建立起的传热微分方程及边界条件 ,编制了相应的计算机程序 ,应用此程序对地下厂房的热工环境进行了模拟 ,计算出洞室全年壁面吸放热量以及全年逐日出口温度 。

电传动履带车冷却系统动态传热状态空间模型

热负荷是军用车辆的重要问题,尤其是电传动履带车辆。电传动履带车辆冷却系统设计了3个封闭式循环的水路。根据循环水路中部件的共同点,建立了冷却系统部件动态传热的热容热阻模型,再利用该热容热阻模型,将3个循环水路进行简化,构建了冷却系统动态传热的状态空间模型。对实际冷却系统的动态传热进行循环水降温试验研究表明,该模型可以全面,直观地分析电传动履带车辆冷却系统部件热耦合关系,以及研究稳态工况下热平衡时的冷却系统部件的传热规律,还可以用于冷却系统的故障诊断研究和改良设计。

建筑环境设计模拟分析软件DeST 第11讲 与地面相邻区域动态传热问题的处理

分析了与地面相邻区域传热问题的特点,介绍了国内外目前关于此问题的研究状况和其他模拟软件的处理方法。分析了地下传热的物理过程,首先对室外地表温度进行谐波分析,据此给出求解室外地表温度动态变化部分作用在地下区域而引起的室内地板表面热流的方法;然后研究了室内地板表面温度变化引起的该表面热流的变化,并提出了等效平板的概念,用以解决室内外的稳态传热及室内温度动态变化时地下区域的蓄热问题。上述算法应用于建筑模拟软件DeST3.0中。最后通过一个实例给出了这种计算方法的过程与结果。

排风隔热墙动态传热特性的研究

在原有工作的基础上建立排风隔热墙动态数值模型,并用该模型对墙体的动态传热特性进行模拟研究。通过计算其在真实室外温度扰动下的衰减系数与延迟时间,来评价该墙体维持内表面温度稳定的能力。对比常规墙体的房间负荷,探讨排风隔热墙的节能优势。结果表明排风热回收墙能获得更稳定内表面温度,在实际运行中该温度也比常规墙体更低。另外也对带内衬结构的墙体进行了模拟与对比,发现内衬结构可以优化传热获得更低的衰减系数,同时,也降低了房间负荷。

原油长输管道顺序输送动态传热特性研究

长输管道冷热原油顺序输送是为了使冷油通过后热油也能安全地通过管道输送进站,因此对于周围环境的土壤温度场具有严格的要求。以传热学和流体动力学理论为指导,建立长输管道中的流体流动与传热的基本模型,再利用数值模拟,对长输管道冷热原油顺序输送时不同轴向位置的土壤温度场和轴向油温间的对应关系进行相关拟合研究。结果表明:当管道输送的原油量较小时,输送距离超过相关值后,管道沿线不同位置的温度近似保持一定值;而当管道冷热原油顺序输送时,由于油温不断交替变化,使得管道内油温及周围环境的土壤温度场随之不断周期性变化,但会发生空间滞后性,并且在输送热油时,由于管道受之前运送冷油的温度影响,热油头进站温度达到最低值,这是在编制安全运行方案时应重点考虑的因素之一。

小样品低温动态传热的行波解

研究了小样品在过冷液氮中快速运动时瞬时动态传热特性,根据双曲型热传输理论推导了该系统中温度场的行波解,结果表明小样品的传热明显遵循波的特性;同时导出了无量纲的冷却速率随热马赫数的增加而增加,说明提高小样品的运动速率有利于提高冷却速率.比较了理论和实验温降曲线,两种曲线的一致性,说明按双曲线模型理论计算小样品的低温动态传热是可行的.

基于流固耦合解析地下建筑动态传热

流固耦合是地下建筑内空气与壁面的换热特性,空气温度和壁面温度互为热传导和对流换热的边界条件。本文解析了地下建筑内空气与壁面的传热特性,建立了深埋地下建筑动态换热的数学物理模型,引入单位脉冲反应系数,编制了计算机程序,应用程序对某地下建筑的动态换热进行了数值模拟;分析了通风量、进风温度和建筑形状对壁面传热的因素,结果对地下建筑通风空调设计提供了一些参考意见。

基于动态传热模型的反应器温度振荡量热法研究

为研究温度振荡量热法对反应器传热因子(UA)和反应热(Qr)的动态估计性能,基于热平衡理论建立了一种通用的反应器模型,模拟研究了放热工况、夹套介质流速和反应器体积对该方法估计结果的影响,并使用系统的总体时间常数(τ')对振荡量热法适用性进行量化评价。结果表明:温度振荡量热法适用于放热速率平稳的反应过程,建议在5 L以内的小型反应器中应用温度振荡量热技术,对于体积较大的反应器或变化剧烈的放热反应过程,需要增加夹套油液流速以提高τ'的大小。τ'的建议值应小于900 s,随着该值的增加,振荡周期将逐渐延长,反应过程中UA和Qr的整体估计质量也会逐渐降低。研究结果阐明了温度振荡量热法的适用性,对反应器系统的开发有重要意义。

热桥影响区域内的三维动态传热研究

搭建了热桥动态传热实验台,分析了由热桥及其周围墙体构成的热桥部位的传热规律,发现热桥内表面影响区域及影响区域内温差均大于外表面。利用WUFI Plus软件模拟实验热桥三维动态传热,发现模拟与实验结果吻合。模拟分析室内、外温差对热桥影响区域的影响,并改变主墙体保温性能,模拟分析热桥影响区域内的热损失。得出随着主墙体保温性能提高,一维等效动态传热比三维动态传热低估的热损失比例也会增大,所以主墙体保温性能好的建筑,更应重视热桥三维动态传热。

汽车桥壳热挤压工艺动态传热的仿真

在热挤压过程中,加热温度的高低直接影响到挤压件的变形,但挤压模和毛接触进行的热量传递是一个动态过程.先计算出一个静态的瞬态的单位时间内的传导热量,再将其作为一个面载荷作用在向下运动的毛最下面一个单元边界上,并按照速度V向上传递,实现了动态传热过程,为热挤压过程的温度分析提出了参考性意见.

小卫星瞬态外热流下动态传热特性分析

为揭示小卫星瞬态外热流下的动态传热特性规律,以小卫星双层集总参数模型为研究对象,推导得到动态热平衡方程。类比阻尼振荡系统,采用时频变换和传递函数分析的新思路,对温度与热流波动量间的幅值特性和相位特性变化规律进行理论研究,并利用数值方法进行验证。结果表明:推导获得了小卫星传热系统自然频率和阻尼比的热参数准则式,并证明了小卫星传热系统在热激励下振荡特性为过阻尼。阻尼比和频率比的增大及热流静位移的减小均可降低温度的波动幅度,不同频率比范围下阻尼比对热流的波动量与温度波动量间的相位差的影响呈相反规律,数值结果与解析分析结果一致。可为低热惯性小卫星的热控优化设计提供理论参考。

非稳态条件下麻类纤维动态传热性能比较与分析

研究了几种常见麻类纤维(包括汉麻、亚麻、黄麻、苎麻)在非稳态条件下的动态传热性能,并与棉纤维进行对比.采用自行搭建的温度采集系统测试了高温环境(100℃)下每种纤维的动态温升曲线,根据动态传热率描述纤维在初始非稳态传热过程中的动态传热性能.研究结果表明,麻类纤维具有比棉纤维更加优良的动态传热性能,其中以苎麻纤维最优,其次分别为汉麻纤维、黄麻纤维、亚麻纤维.

冷热原油长距离顺序输送动态传热特性数值研究

冷热原油顺序输送对土壤温度场的要求及其严格,这也是确保冷油过后,热油能否安全进站的关键。基于传热学和流体动力学,建立了埋地管道流动与传热控制方程,数值模拟了冷热原油顺序输送过程中管道沿线不同位置轴向油温及土壤温度场的动态变化过程。研究表明,随着出站油温的冷热交替周期运行,管道沿线不同位置的管内油温及周围一定范围内的土壤温度场呈现周期性变化,并存在一定的时间或空间滞后性,且对于低输量运行的管道来说,超过一定输送距离后,输送温度趋于一致;在热油-冷油交替输送过程中,热油受前端冷油的影响,热油头进站温度最低,这是管道安全运行方案应考虑的主要因素。

室外温度周期性变化下带有防晒墙的PCM外墙的动态传热特性

为了有效反映相变材料在带有防晒墙的建筑中的节能效用,将防晒墙与相变墙体组合形成二维墙体传热模型,基于enthalpy-porosity法,通过数值模拟分析讨论了室外空气温度随时间正弦变化的条件下相变材料的相变温度和相变材料层的空间位置对外墙动态传热特性的影响。研究结果表明,相较于不含相变材料层的普通墙体,相变墙体内表面温度变化的波动范围更小,时间滞后更强。当相变材料的相变温度区间更靠近室外空气温度的平均值时,使用相变材料对改善室内环境的舒适性更好;而扩大相变材料的相变温度区间间隔,使得相变材料在相变过程中处于糊状区的时间变长,对室内环境舒适性不利。

深埋地下建筑围护结构动态传热的数值分析

基于地下建筑的传热机理 ,介绍了深埋地下建筑壁面动态传热的数学模型 ,并对数值计算结果加以分析。通过应用此程序对地下厂房热工环境进行的模拟 。