混合位置辐射壁面的换热能力计算与分析

现行的辐射空调设计方法中并没有针对混合位置辐射壁面的传热特性的说明,容易引起设计人员的困惑。针对某一尺寸房间的混合位置辐射壁面的换热模型进行简化、计算,得到混合位置辐射壁面时的制冷辐射换热能力及整体换热能力变化情况。顶面+一面侧墙的混合位置敷设方式时制冷换热能力衰减量较小,可以满足常规的辐射空调系统冷负荷的要求。

壁面热辐射对车内温度场影响的分析

高原地区空气稀薄,空气导热和对流换热降低,而辐射换热增强.文中通过数值模拟的方法研究了中国高原地区夏季条件下汽车壁面热辐射对整车温度场的影响.应用整体求解法从瞬态和稳态两种角度讨论了车内热辐射对温度场的影响并与平原情况作对比.结果表明在高原地区,考虑壁面辐射的车内空气整体平均温度比不考虑壁面辐射的低8.93 K,稳态时车身的总传热量中的辐射传热占比为41.16%,前玻璃的辐射传热的占比为23.59%,后玻璃的占比为35.94%,发动机罩的为29.91%,椅子为61.96%.因此,在高原地区,固体壁面的辐射换热是一种重要换热形式,不可被忽略.

壁面辐射平衡DSMC方法及其在双锥构型中应用

临近空间高超声速飞行器在高空长时间飞行,受气流加热影响,飞行器表面温度显著升高,依赖地面试验和传统DSMC仿真预测的热流值明显高于飞行观测值,导致飞行器防热系统的保守设计。本文发展了一种基于壁面辐射平衡的DSMC边界模型,通过热流值反算辐射平衡壁面温度,并以此温度作为下一个时间步DSMC计算的边界条件,迭代更新至给出壁面温度的收敛值。基于该温度边界条件,开发了适用于轴对称构型的DSMC求解器,并以钝锥构型对计算模型和求解器进行了验证。重点针对激波风洞试验条件下的双锥构型,开展数值模拟研究,结果表明:该构型恒温冷壁条件得到的壁面压力分布和热流与风洞试验结果吻合,两种温度条件下的压力峰值差异约为15.4%,但是整体气动力特性差异仅约为0.33%;相对于冷壁,辐射平衡计算得到的前缘处热流峰值降低约50%,再附点处的热流峰值降低约三分之二;两种条件相结合,可以给出壁面热流的预测范围。

DSMC算法气体壁面相互作用模型

研究了二维非结构网格高超声速稀薄流DSMC方法中气体与壁面相互作用的数值模型。发展了一种基于辐射平衡的壁面温度边界条件,与恒温壁面边界条件相比,该温度边界条件可以克服恒温壁面边界条件的自身缺陷并且能够在流场模拟中适时给出更贴近真实情况的壁面温度;采用了由完全漫反射和纯镜面反射模型组合而成的Maxwell壁面反射模型,该壁面反射模型能够更好地描述气体模拟分子在壁面散射的真实情况。采用本文方法对钝头体外形进行了数值模拟,结果表明本文采用的气体壁面相互作用模型能够提高钝头体背风面后部流场对温度变化的敏感度,并且随着飞行高度提升,敏感度有减弱的趋势。

小办公室辐射供冷个性化空调的CFD研究

为提倡厉行节约,办公用房趋向小型化、简约化。对简约的小型单人单间办公室,采用壁面辐射供冷作为背景环境控制,且将独立新风直接送至工作人员呼吸区,形成个性化的"工位-背景"空调系统。使用CFD软件fluent对其复合空调系统下的温度场、速度场进行数值模拟。经过模拟分析,竖直壁面辐射供冷加独立新风的"工位-背景"空调系统能够提供良好的空调环境。

带有预热通道的微平行板燃烧器的数值模拟

为进一步提高平行板微热光电系统的整体转化效率和工作性能,设计了一种带有预热通道的新型微平行板燃烧器,采用数值模拟的研究方法,对比了入口氢气、氧气当量比为1.00,总流量为900 mL/min时有无预热通道的2种燃烧室内部、辐射壁面以及出口截面的温度分布.计算结果表明:氢气、氧气在2种燃烧器中混合充分,均能实现稳定的燃烧,而预热通道的设置则可通过提高燃料和氧化剂的进气焓值,从而改善了燃烧的效果,最终使辐射外表面平均温度增加了105 K,有利于提高微热光电系统的功率输出和光电转换效率.

轴对称矢量喷管红外特性的数值计算研究

研究了轴对称矢量喷管在光谱2100～5260cm-1范围内红外特性的数值计算方法,并开发了三维计算程序,可以计算喷管在加力与非加力状态下的红外辐射特性。计算中考虑水蒸气和二氧化碳的光谱吸收与发射,在加力状态下还考虑烟粒子的光谱吸收与发射。给出了在光谱2100～5260cm-1范围内,轴对称矢量喷管在加力与非加力状态下壁面及喷口辐射的计算结果。应用本文的程序计算某型实际发动机上轴对称矢量喷管红外特性的结果与发动机试车的实验结果基本一致。

节能建材垂直矩形空气间隙结构传热规律研究

介绍采用垂直矩形空气间隙结构的节能型建材产品传热学特征,通过对实物模型的研究分析获得该类材料传热通用准则关联式,推导几何边界条件对热阻性能的影响规律等实用性理论。对优化砌块和多孔砖孔型设计,提高保温性能具有一定的参考价值。

某型涡扇发动机红外抑制方案数值研究

建立了带有波瓣混合器、加力燃烧室及中心锥的涡扇发动排气系统流场计算模型和3-5μm波段红外辐射特性仿真模型,并通过发动机地面辐射特性测试对计算模型进行验证。对降低壁面发射率、部件冷却及两种方案结合三种红外辐射抑制方案开展研究。结果表明：降低壁面发射率能抑制除90°外所有方向的红外辐射;在0°时,发射率每降低0.15,全部涂覆的抑制效果提高约16%;局部涂覆的抑制效果提高约14%;中心锥温度降低300 K,0°-15°的辐射抑制幅度达44%;喷管扩散段温度每降低25K,在50°方向能产生8%的抑制效果;当两种方案结合时,在0°-5°能够产生80%的抑制效果。在10°-40°产生50%的抑制效果。随着探测角进一步增大,固体辐射所占比例下降,抑制效果降低。

基于室外空气综合温度的墙体非对称式保温设计原理的应用分析研究

墙体非对称式保温设计原理是基于室外空气综合温度对于建筑不同朝向的影响下,为了使不同朝向外墙具有相同壁面辐射热感受而提出的一种墙体保温设计方法。本文以寒冷地区气候条件为例,运用理论分析和数值模拟分析的方法,分别验证了与传统保温设计方法相比墙体非对称式保温设计方法具有两方面的优势,即在保证建筑室内热环境不变的情况下,减少建筑外墙保温材料的用量;以及在建筑外墙保温材料用量不变的基础上,建筑能耗的降低。