顶板多孔对流辐射空调的换热特性研究

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1、分类号密级顶板多孔对流辐射空调的换热特性研究研究生姓名：张璨指导教师姓名、职称：王汉青教授学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程研究方向：CFD在建筑环境与设备仿真中的应用湖南工业大学二○一五年六月五日分类号.密级顶板多孔对流辐射空调的换热特性研究RoofPorousConvectionRadiationonHeatTransferCharacteristicsoftheAirConditioningSystemResearch研究生姓名：张璨指导教师姓名、职称：王汉青教授学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程研究方向：CFD在建

2、筑环境与设备仿真中的论文答辩日期如S.bs%.答辩委员会主席.湖南工业大学二•一五年六月五曰湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：>/!年J月1日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允

3、许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名?日期：知/I年6月2日硕士学位论文摘要顶板多孔对流辐射空调系统传热过程是对流传热与辐射传热共同作用且交织耦合在一起的传热过程，与传统的辐射空调系统最大的区别在于其能量载体是空气而不是水，因此它在拥有传统辐射空调末端系统的节能性、舒适性好的特点的同时，兼有了不易结露、安装方便、围护便捷等优势。本文首先以传热学理论为依据，在分析传统金属平板式辐射空调系统传热模型的基

4、础上，通过建立辐射传热模型，结合顶板多孔对流辐射空调孔板末端的特点，对其辐射传热过程进行分析。然后对CFD的基本理论进行了简要阐述后，利用FLUENT软件对不同开孔率（2.14%、3.14%、4.14%）、孔径（1cm、2cm、3cm）、送风温度（8℃、10℃、12℃）、送风速度（0.8m/s、1.3m/s、1.8m/s)条件下的孔板换热特性进行了模拟研究。研究发现：（1）孔板开孔率的增大，使得通过孔板进入室内空气的传热量增加，但却让辐射传热量和总换热量下降；（2）孔径的改变对换热量的影响不太显著，但却在一定程度上影响送风的均匀度

5、；（3）送风温度的提高，使得多孔对流辐射板的辐射传热量、对流传热量及进入空调区空气的传热量均有所降低；(4)送风速度的改变对室内温度场的影响并不显著，且随着送风速度的提高，多孔对流辐射板的辐射传热量变化也很小，而对流传热量、进入空调区空气的传热量则在送风速度不断提高的过程中逐渐增加。接着本文采用Fluent软件来探讨不同顶板温度(夏季16℃、18℃、20℃；冬季24℃、26℃、28℃）、围护结构温度（夏季26℃、29℃、32℃；冬季8℃、11℃、14℃）对辐射顶板的换热以及室内热环境的影响，得到了冬夏季房间的温度、速度场分布情况以

6、及相关传热量的变化曲线图，并进行UDF编程计算PMV-PPD指标从而得到人体舒适性情况。研究表明：（1）在实际运行中夏季空调系统应当通过控制顶板温度（控制在20℃以下），来增加系统末端辐射传热的比例，从而提高系统的节能性；冬季工况下系统末端辐射传热的比例较大，但顶板温度尽量不要超过28℃，有利于提高系统的节能性，因此顶板多孔对流辐射空调系统在冬季也具有很好的供暖能力；（2）在实际应用中，应当使得系统供冷能力与室内负荷协调。当顶板温度为18℃，围护结构温度不大于32℃且不小于26℃时，能够满足要求；而冬季在实际应用中，当顶板温度为2

7、6℃，围护结构温度低于11℃而不小I顶板多孔对流辐射空调的换热特性研究于8℃时，能够满足要求。最后本文对本校图书馆一间安装有顶板多孔对流辐射空调系统的阅览室分冬夏季进行了实验测试，得到数据与模拟进行了对比验证，证明了模拟的准确及合理性。本文研究结果将为未来顶板多孔对流辐射空调系统的研究、设计及应用推广提供一定参考与帮助。关键词：顶板多孔对流辐射空调；辐射传热；传热分析；热舒适性；数值模拟II硕士学位论文AbstractAirconditioningsystemprocessofroofporousconvectionandradi

8、ationisaconvectiveheattransferandradiationheattransferinteraction.Thebiggestdifferencebetweenroofporousradiationaircondition