高溫熱源工業(yè)建筑雙輻射作用下室內熱環(huán)境特性研究.pdf

1、本文在高溫熱源對流輻射特性機理及高溫熱源輻射作用對室內熱環(huán)境特性影響的研究基礎上，通過實驗和數值模擬研究了在夏季晴天日周期性變化的太陽輻射作用和穩(wěn)定的高溫熱源輻射作用下圍護結構非穩(wěn)態(tài)傳熱過程及室內流場特性。在夏季晴天正午時刻，太陽輻射作用時墻體內壁面溫度低于雙輻射作用時的內壁面溫度，但屋面內壁面溫度高于雙輻射作用時的內壁面溫度。通過數值模擬研究了圍護結構性能參數對圍護結構傳熱過程的影響規(guī)律，在此基礎上，給出了高溫熱源工業(yè)建筑圍護結構優(yōu)化

2、設計參數。研究結果為工業(yè)建筑節(jié)能和優(yōu)化設計奠定理論基礎。工業(yè)建筑中往往存在高溫熱源，散發(fā)大量的余熱，使其環(huán)境控制方式和節(jié)能設計方法與民用建筑存在很大的差異。我國目前正處在一個工業(yè)建筑快速發(fā)展的階段，但工業(yè)建筑環(huán)境控制和節(jié)能設計的研究相對滯后。本文根據工業(yè)建筑分類形式，針對高溫熱源工業(yè)建筑室內熱環(huán)境特性展開研究。針對高溫熱源工業(yè)建筑，通過調研和測試分析，掌握了高溫熱源工業(yè)建筑形式和基本環(huán)境特性。發(fā)現了高溫熱源工業(yè)建筑中夏季室內定向平均輻射

3、溫度接近100℃，與夏季室外綜合溫度相比，對圍護結構傳熱的影響存在相等的數量級。因此，在夏季晴天時，高溫熱源工業(yè)建筑圍護結構傳熱和熱環(huán)境特性受到高溫熱源輻射和太陽輻射的雙輻射作用。
　　本文首先對高溫熱源的對流輻射特性機理進行了研究，闡明了輻射作用引起的次生對流熱源效應機理。熱源輻射對流比是預測不同傳熱方式影響的一個基礎參數，不同方式傳熱的貢獻是影響室內熱環(huán)境特性的重要因素。給出了不同熱源表面溫度的對流散熱量和輻射散熱量，以及不同

4、熱源溫度和不同熱源表面發(fā)射率下的輻射對流比。研究了熱源在定壁溫的情況下，不同格拉曉夫數Gr和表面發(fā)射率?對流場分布、熱源的散熱量及熱壓通風量的影響規(guī)律。在Gr=1010-1011時，輻射作用在壁面附近形成了明顯的附壁氣流。通過數值模擬研究了熱源在定熱流的情況下，純對流模型和對流輻射耦合模型計算下的流場特性規(guī)律，闡明了高溫熱源輻射作用對室內熱環(huán)境特性的影響規(guī)律。與實驗結果相比，采用純對流模型計算時，下方區(qū)域溫度預測值偏低，上方區(qū)域溫度預測

5、值偏高；采用對流輻射耦合模型計算時，模擬計算的垂直溫度變化規(guī)律與實驗得到的垂直溫度變化規(guī)律基本一致。輻射熱向各方向散發(fā)熱量，使室內熱量分布較為均勻，垂直溫度梯度減小，削弱了溫度分層效果，降低了通風量。為改善工業(yè)建筑工作區(qū)熱環(huán)境，冬季可充分利用輻射熱作用，夏季對熱源可采用局部隔熱或絕熱措施降低輻射熱。在高溫熱源對流輻射特性機理及高溫熱源輻射作用對室內熱環(huán)境特性影響的研究基礎上，通過實驗和數值模擬研究了在夏季晴天日周期性變化的太陽輻射作用和