被動蒸發(fā)冷卻風洞溫度場模擬與實驗研究.pdf

1、亞熱帶地區(qū)建筑氣候資源豐富，具有優(yōu)越的被動蒸發(fā)冷卻自然條件?；诒粍诱舭l(fā)冷卻效果的高效性，提出了該地區(qū)建筑表面被動蒸發(fā)冷卻問題。 風洞技術(shù)是研究被動蒸發(fā)冷卻問題的一個重要手段，風洞內(nèi)部良好的溫度場和速度場分布是進行建筑表面被動蒸發(fā)冷卻傳熱過程研究的前提，因此在研究之前必須對風洞溫度場和速度場進行模擬和實驗研究。 該文對存在自由水面蒸發(fā)情況下風洞內(nèi)溫度場和速度場進行模擬研究，通過建立相應的數(shù)學模型，采用通用化CFD軟件(P

2、hoenics)、K-ε兩方程及IMMESOL輻射換熱模型進行數(shù)值計算，得到了風洞試驗段溫度場和速度場分布情況，以及風洞試驗段溫度邊界層和速度邊界層的發(fā)展情況。模擬結(jié)果表明風洞內(nèi)部溫度場和速度場的分布良好，試驗段橫向流場分布優(yōu)于縱向流場；溫度邊界層和速度邊界層的發(fā)展能夠滿足實驗的要求，在實驗取值斷面得到了充分發(fā)展。 在實驗研究中，對溫度測試儀器(包括了熱電偶、溫度自記儀等)進行了標定，標定結(jié)果證明了使用熱電偶簡易裝置測試空氣溫度

3、和相對濕度的可行性；對實驗中采用的計算機實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行了介紹；對影響試件蒸發(fā)量的水蒸氣濃度、風速和輻射強度進行實驗研究；通過實驗得到風洞試驗段溫度實際分布情況。實驗結(jié)果表明：無光源輻射時，風速對蒸發(fā)量的影響占主導地位，風速越大，蒸發(fā)量也越大；有光源輻射時，低風速工況(0.5～1.0m/s)蒸發(fā)量主要受輻射強度的影響，風速的影響不顯著，隨著風速的增大，風速的影響開始顯著，蒸發(fā)量受風速和輻射強度的共同影響，各工況下的蒸發(fā)量基本相等；溫

4、度場實驗結(jié)果與模擬結(jié)果趨于一致，說明了該文建立的風洞溫度場模擬數(shù)學模型的正確性及采用Phoecics軟件的合理性。 為了獲得提高實驗精度，擬采用柜式空調(diào)對風洞房間溫度參數(shù)進行控制，該文就空調(diào)擺放位置及相應改善措施對風洞流場的影響進行模擬分析，得到以下結(jié)論：空調(diào)擺放于風洞出口，在空調(diào)前方25cm處加設(shè)擋板時，風洞流場的分布較好，但是縱向流場對稱性無法滿足實驗要求。建議在風洞穩(wěn)定段內(nèi)設(shè)置蜂窩器與阻尼網(wǎng)，使流場的分布得到進一步改善。