通讯基站相变空调房间内气流组织数值模拟

论文摘要

近年来,移动通信飞速发展,通信基站分布面也迅速扩大,基站数量越来越多,耗电量也随着日趋上升,基站的节能逐渐引起了人们的重视。通讯基站内原来使用中央空调去除通讯设备的散热,其耗电量相当大。现在使用相变空调机组来实现除热的目标,与中央空调相比,相变机组的耗电量大大降低。为了了解相变空调机组的除热效果,优化通讯基站内的气流组织形式,本文利用商业CFD软件对株洲市内某通讯基站内的气流组织进行了数值模拟。本文采用了现场测试和CFD模拟相结合的研究方法。通过现场测量得到了通讯基站的简化物理模型；测试了通讯基站墙体的传热系数；通过查阅资料得到了株洲市全年气温数据；通过分析影响模拟的因素确定了模拟工况。本文模拟分为三部分,第一部分是根据基站的实际情况进行模拟,选出最佳的送风方式和热源摆放位置。第二部分是在第一部分模拟的基础上对送风量、风口尺寸进行了调整,通过模拟结果的对比分析对机组进行优化。第三部分是在考虑基站内通讯设备增加导致热源发热量增加的情况,通过模拟结果,查看机组除热的状况。模拟一结果表明：当送风温度t=16℃,气流组织形式采取下送上回、热源摆放位置为左低右高时,通讯基站内气流组织形式较为合理,散热面的温度较低,热源余热排除效率较高。模拟二结果表明：当送风温度t=21℃时,气流组织形式采取下送上回、热源摆放位置为左低右高的工况下,减小机组的送风量、改变机组送风口的尺寸能够在满足基站除热的同时实现机组的优化。模拟三结果表明：当热源散热量为原散热量的2倍时,机组能够满足基站的除热要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题相关的国内外发展现状与动态
• 1.3 本文的主要工作
• 1.3.1 对通讯基站进行测试
• 1.3.2 对通讯基站进行CFD模拟
• 1.4 本章小结
• 第2章 CFD软件介绍
• 2.1 FLUENT软件简介
• 2.2 FLUENT基本物理模型
• 2.3 FLUENT基本控制方程
• 2.3.1 质量守恒方程
• 2.3.2 动量守恒方程
• 2.3.3 能量守恒方程
• 2.3.4 组分质量守恒方程
• 2.4 FLUENT湍流模型
• 2.5 控制方程的求解
• 2.5.1 控制方程的离散方法
• 2.5.2 代数方程求解
• 2.6 本章小结
• 第3章 模型的建立与模拟工况的设定
• 3.1 通讯基站基本情况
• 3.1.1 通讯基站几何模型
• 3.1.2 通讯基站散热特点
• 3.2 墙体传热系数的测定
• 3.3 株洲市年气温状况分析与模拟温度的设定
• 3.4 气流组织形式
• 3.5 热源位置
• 3.6 模拟工况设置
• 3.7 本章小结
• 第4章 通讯基站数值模拟与分析
• 4.1 通讯基站几何模型及网格划分
• 4.1.1 通讯基站物理模型
• 4.1.2 模拟假设
• 4.1.3 通讯基站网格划分
• 4.2 FLUENT模拟计算
• 4.2.1 边界条件的确定
• 4.3 模拟一
• 4.3.1 不同工况模拟结果与分析
• 4.3.2 通讯基站内气流组织评价
• 4.4 模拟二
• 4.5 模拟三
• 4.6 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢