论文部分内容阅读
舒适的室内环境是提高我们工作效率、生活质量、学习效率的重要途径之一。对流式空调、辐射空调是现阶段人们用来抵抗因季节气候变化导致室内热环境变化而采用的有力工具。但均存在着一些不足,例如:对流式空调易给室内人员带来较强的吹风感和冷热感;辐射空调系统复杂,协同不易。为了解决上述空调装置存在的问题,并结合二者特有优势营造一个较为舒适的热环境。本文借助经科恩达曲面诱导在固壁辐射板上形成的冷(热)气膜来降低(升高)固壁辐射板温度,以便加大其与室内热(冷)源之间的温差促成辐射冷(热)量的传递,并在此基础上结合气膜与固壁辐射板交换部分冷(热)量后速度衰变在室内形成的小温差、小流速的空气环流,通过一套空调系统营造出符合要求且舒适的室内环境。探究了该空调装置相关的气流特性,固壁辐射板温度分布特性及辐射换热效果,并在同样送风冷(热)量的情况下与传统对流式空调装置对室内环境的作用效果进行了对比。具体研究内容及相关重要结论如下:(1)构建考虑贴附冷(热)气膜与固壁辐射板之间的流固耦合传热,固壁辐射板与室内热(冷)源之间辐射热交换以及空气环流与室内热(冷)源之间对流热交换的数学模型以及数值模拟方法。(2)以专利“利用气膜换热的固壁辐射对流空调”为基础建立三维模型,数值模拟了换热器处理后的空调送风经科恩达曲面诱导在固壁辐射板上形成气膜的气流特性以及与气膜换热后固壁辐射板的温度分布特性,结果表明送风口长度增加,将会导致送出单位面积气膜动量减小,使得固壁辐射板与气膜换热效率相应降低。(3)建立具有人员活动的办公室模型,夏季工况下数值模拟固壁辐射板的温度分布情况,辐射换热效果以及气膜换热固壁辐射-对流空调装置对室内速度分布、温度分布、湿度分布的作用效果,并与传统挂壁式对流空调装置对室内环境的作用结果进行对比分析,发现气膜换热固壁辐射-对流空调能将空调送风8.4%的冷量转移至人员区域,并结合符合设计要求的风速分布及相对湿度分布共同营造了一个相对舒适的环境。(4)在冬季工况下,采用数值模拟的方法分析气膜换热固壁辐射-对流空调装置的固壁辐射板温度分布情况,换热量以及该空调装置对室内速度分布、温度分布的作用结果,并将结果与传统挂壁式对流空调装置对室内环境的作用结果进行对比,研究表明气膜换热固壁辐射-对流空调作用的风速分布均匀,且室内温度分布更接近设计要求。