高大厂房热风供暖流场温度场数值模拟

论文摘要

热风供暖作为一种新型的供暖方式,它以空气作为热媒,首先将空气加热,然后将热空气送入室内,热风的温度高于室内温度,与室内空气强制对流进行混合,热风所放出的热量补偿房间的热损失,维持室内所要求的温度,从而达到供暖的目的。仿真模拟热风供暖的高大厂房内部的流场温度场,并对模拟结果作出相应分析,对热风供暖系统的设计具有指导意义。本文采用CFD方法,利用计算流体力学软件ANSYS-FLUENT对高大厂房热风供暖的流场与温度场进行模拟,得出厂房内具体的温度与速度分布,通过对模拟结果的分析,证明热风供暖在高大空间建筑中应用的可行性。本文对热风供暖单侧回风厂房内的气流进行了模拟,当送风高度为0.5m时,对厂房空间内主体温度分别达到5℃、10℃、15℃、18℃、20℃时,整个厂房空间的温度与速度分布进行了分析,找出了厂房内温差大及换热不充分的区域,得出了厂房空间内达到各个要求温度时热风供暖所需的时间,提出了在单侧回风热风供暖系统下的最佳供暖时间为504s,即当送风口距离地面0.5m时,此供暖系统供暖经过504s,厂房主体温度达到10℃时,出现温差大与速度梯度大的地方最少,其供暖效果为最佳。通过对送风口高度分别为0.5m、2m、4m时厂房内温度场流场的结果对比,得出在此单侧回风热风供暖系统下,当厂房主体温度达到5℃时,送风高度在0.5m-4m变化时,送风高度为4m时供暖效果最佳。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及意义
• 1.2 CFD简介
• 1.3 CFD技术在国内外的发展现状
• 1.4 主要研究内容与方法
• 1.5 本章小结
• 第2章 数值模拟软件Fluent介绍
• 2.1 数值模拟软件Fluent概述
• 2.2 程序的结构
• 2.3 Fluent程序可以求解的问题
• 2.4 Fluent程序求解问题的步骤
• 2.5 本章小结
• 第3章 湍流流动及数学模型
• 3.1 湍流概述
• 3.1.1 湍流的产生原理
• 3.1.2 湍流的主要特征
• 3.2 湍流模拟的思想观点
• 3.3 湍流的模拟
• 3.3.1 直接模拟
• 3.3.2 大涡模拟
• 3.3.3 雷诺（Reynolds）时均方程
• 3.4 湍流基本模型
• 3.4.1 零方程模型
• 3.4.2 一方程模型
• 3.4.3 k-ε两方程模型
• 3.4.4 其他模型
• 3.5 本章小结
• 第4章 数值方法
• 4.1 基本方程
• 4.2 离散方法
• 4.3 代数方程的求解
• 4.4 压力与速度校正
• 4.5 SIMPLE算法
• 4.6 壁面函数法
• 4.7 本章小结
• 第5章 热风供暖高大厂房内的温度场与流场数值模拟
• 5.1 热风供暖系统设计概述
• 5.1.1 热风供暖系统设计计算
• 5.1.2 热风供暖气流组织方案
• 5.2 高大厂房物理模型及简化
• 5.3 网格划分
• 5.4 湍流数学模型的建立
• 5.4.1 湍流模型
• 5.4.2 控制方程的离散
• 5.5 边界条件的确定
• 5.6 本章小结
• 第6章 高大厂房热风供暖气流组织的模拟结果与分析
• 6.1 达到焊接车间要求温度5℃时厂房内部温度场流场情况
• 6.1.1 温度场结果分析
• 6.1.2 速度场结果分析
• 6.2 达到机加车间要求温度10℃时厂房内部温度场流场情况
• 6.2.1 温度场结果分析
• 6.2.2 速度场结果分析
• 6.3 厂房内部主体温度达到15℃的温度场流场情况
• 6.3.1 温度场结果分析
• 6.3.2 速度场结果分析
• 6.4 厂房内部主体温度达到18℃的温度场流场情况
• 6.4.1 温度场结果分析
• 6.4.2 速度场结果分析
• 6.5 厂房内部主体温度达到20℃的温度场流场情况
• 6.5.1 温度场结果分析
• 6.5.2 速度场结果分析
• 6.6 本章小结
• 第7章 不同送风高度厂房内温度场流场情况
• 7.1 送风高度距地面为2m,温度达到5℃时的温度场流场情况
• 7.1.1 温度场结果分析
• 7.1.2 速度场结果分析
• 7.2 送风高度距地面为4m,温度达到5℃时的温度场流场情况
• 7.2.1 温度场结果分析
• 7.2.2 速度场结果分析
• 7.3 本章小结
• 第8章 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 参考文献
• 致谢