高海拔寒冷地區(qū)采暖散熱器散熱性能研究.pdf

1、我國現(xiàn)階段對于高海拔寒冷地區(qū)的采暖設(shè)備缺乏明確的技術(shù)規(guī)程,也幾乎沒有生產(chǎn)廠家從事適合此地區(qū)的專用設(shè)備的生產(chǎn),對于極端氣候條件對設(shè)備性能影響的研究亦是少之又少。在進行高海拔地區(qū)采暖散熱器的選擇時,許多設(shè)計師對散熱器的選型修正系數(shù)依靠經(jīng)驗選取,沒有明確的修正方法,這無疑是不科學(xué)的。此種方法會導(dǎo)致室內(nèi)環(huán)境的舒適度不滿足要求,更會導(dǎo)致能源的浪費,因此開發(fā)一套適用于工程實踐的設(shè)備選型修正方法具有很強的現(xiàn)實意義。
　　本文依托經(jīng)典的傳熱學(xué)模型

2、,采用理論研究與數(shù)值模擬及實驗研究相結(jié)合的方法,對高海拔地區(qū)常用的三種類型的散熱器的散熱性能進行了分析,得出一套適合于高海拔地區(qū)的采暖散熱器選型修正方法。
　　首先,筆者在前人研究的基礎(chǔ)之上,總結(jié)了密度、運動粘度系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)等空氣的熱物性參數(shù)隨海拔高度的變化規(guī)律。
　　其次,筆者采用解析解法建立了光面散熱器和電散熱器的數(shù)學(xué)傳熱模型。由于帶肋散熱器的幾何邊界條件十分復(fù)雜,筆者采用基于有限差分法的數(shù)值計算方法,將帶肋散熱器的傳

3、熱模型離散化,分別針對邊界節(jié)點和內(nèi)部節(jié)點建立與之對應(yīng)的離散方程。三種散熱器的模型建立過程中均對熱邊界條件做了相應(yīng)的簡化。同時,由于方程中涉及到的參數(shù)較多,在模型的求解過程中采用試算法進行求解。
　　再次,筆者采用基于有限元法的COMSOL Multiphysics數(shù)值仿真模擬軟件建立三種散熱器的數(shù)值仿真模型,與此同時,對位于拉薩市的壁掛爐+散熱器采暖系統(tǒng)進行了現(xiàn)場試驗測試。本文將數(shù)值計算結(jié)果和實測數(shù)據(jù)與理論計算結(jié)果進行對比,得出數(shù)

4、值計算結(jié)果和實測數(shù)據(jù)與理論計算結(jié)果的相對誤差均小于20％,從而驗證了理論模型的正確性。
　　最后,筆者對影響散熱器傳熱的關(guān)鍵因素進行分析,得出光面散熱器和帶肋散熱器的傳熱系數(shù)隨海拔高度的升高而降低,海拔高度每升高500米,傳熱系數(shù)衰減1.5％~2.5％;柱形電散熱器的單位面積散熱量限值隨海拔高度的升高而降低,海拔高度每升高500米,其值衰減1％~1.5％。此外,筆者將大量的計算結(jié)果進行擬合,將光面散熱器和帶肋散熱器的散熱量修正系數(shù)