多通道竖直式太阳能烟囱通风性能研究

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文多通道竖直式太阳能烟囱通风性能研究摘要随着能源消耗和环境污染问题的突出，利用自然通风来实现建筑节能和改善室内环境越来越受到人们的重视。利用太阳能实现建筑内自然通风，不仅可以改善室内热环境，满足房间一定的舒适性要求，同时又可以节约设备和运行费用，满足建筑节能的需求。本文提出了在竖直式太阳能烟囱中设置半圆柱形吸热墙的多通道太阳烟囱结构形式，并通过数值模拟对其通风特性进行研究，旨在进一步强化太阳能烟囱的通风性能。本文通过三维数值模拟，研究了热压作用下和风热压耦合作用下的多通道竖直式太阳能烟囱优化结构在不同的通道宽度W、半圆柱

2、吸热墙半径R下的通风性能；获得了多通道太阳能烟囱内局部速度场、温度场和通风量，并进行了详细的分析。结果表明：22当只考虑热压作用时，在热流密度为100W/m~1000W/m的范围内，多通道太阳能烟囱的通风量随着烟囱宽度的增大而增大，但是风量增长的幅度越来越小；在一定的太阳能烟囱结构尺寸下，烟囱内的通风量随着热流密度的增大而增大。当只有热压作用时，多通道太阳能烟囱内的通风量均高于传统太阳能烟囱内的通风量，其通风量随着烟囱通道宽度增大的幅度大于传统太阳能烟囱增大的幅度，当半径为150mm时，自然通风量的增长幅度达到38.9%，而传统太阳能烟囱内通风量的

3、增长幅度最大为25%；当宽度一定时，多通I太原理工大学硕士研究生学位论文道太阳能烟囱内的通风量比传统结构内的通风量增长的最大幅度约为36.4%；热流密度一定时，多通道太阳能烟囱内的通风量高于传统太阳能烟囱内的通风量。在热压和风压共同作用时，多通道太阳能烟囱的通风量随着热流密度和室外风速的增大而增大，室外风场对太阳能烟囱内的通风量具有诱导作用，促使烟囱内的风量增大，在本文研究的范围内，风压和热压作用相互增益。对一定的多通道太阳能烟囱的结构尺寸，在热流密度为22100W/m~1000W/m，室外风速为0.5m/s~4.0m/s的范围内，随着室外风速的增

4、大，多通道太阳能烟囱内通风量不断增大，风压对多通道太阳能烟囱的通风性能有强化作用。关键词：太阳能烟囱；半圆柱形吸热墙；优化；数值模拟II太原理工大学硕士研究生学位论文THESTUDYOFTHEMULTICHANNELSOLARCHIMNEYVENTILATIONPERFORMANCEABSTRACTAstheenergyconsumptionandenvironmentalpollutionproblemsbecomeserious,peoplepaymoreattentiontotheuseofnaturalventilationtoachiev

5、ebuildingenergyefficiencyandimprovetheindoorenvironment.Usingthesolarenergytorealizenaturalventilationinbuildings,notonlycanimprovethermalenvironment,satisfytherequirementthattheroommustbecomfortable,butalsocansaveequipmentandrunningcosts,meettheneedsofbuildingenergyefficiency

6、.Settingahalf-cylindrical-heat-wallmultichannelsolarchimneystructureintheverticaltypesolarchimneyisproposedinthispaperandthroughthenumericalsimulationstudyingontheventilationperformanceofthesolarchimney,aimingtofurtherstrengthentheventilationperformanceofthesolarchimney.Basedo

7、nthedimensionalnumericalsimulation,thepaperstudiedtheventilationperformanceofmulti-channelverticaltypesolarchimneyoptimizationstructureindifferentchannelwidthW,halfcylindricalheatabsorptionwallindifferentradiusRunderthecoupledactionofthermalpressureandwindhotpressing,gainedthe

8、localvelocityfield,thetemperaturefieldandtheventilationratein