建筑環(huán)境學(xué)論文——太陽輻射下雙層玻璃幕墻能耗研究(編輯修改稿)
2025-07-11 22:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 置遮陽系統(tǒng)是雙層玻璃幕墻的重要節(jié)能措施。本文 也對(duì)內(nèi)置遮陽的雙層玻璃幕墻系統(tǒng)的室內(nèi)得熱量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量，并結(jié)合之前擬 合的線性公式 計(jì)算得到無遮陽狀態(tài)下雙層玻璃幕墻的室內(nèi)得熱量，從而計(jì)算得到 內(nèi)置遮陽裝置后的節(jié)能率。 （ 1） 實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作 對(duì)于熱工實(shí)驗(yàn)來說，測(cè)量的精確度的保證很重要，也是難點(diǎn)之一。因此，在 本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前，進(jìn)行了一系列的標(biāo)定和準(zhǔn)備工作，希望可以盡量的減少誤差， 保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確度。 （ 2） 熱電偶標(biāo)定 在熱電偶標(biāo)定過程中使用由中國科學(xué)院低溫計(jì)量測(cè)試站分度過的鉑電阻 (準(zhǔn) 確 0． 1K)作為基準(zhǔn)，來標(biāo)定我們會(huì)在實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的 T型熱電偶。對(duì)于分度后的鉑電阻，要想使測(cè)量結(jié)果更為準(zhǔn)確，應(yīng)比對(duì)實(shí)驗(yàn)中的電阻實(shí)測(cè)值和 分度表的測(cè)量值來得出相應(yīng)的溫度。 （ 3） 軟件模擬 本項(xiàng)目采用通用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件 FLUENT(12． 0版本 )作為模擬工具， 關(guān)于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的基本方程以及 fluent的一些基本算法這里不再贅述。這里 重點(diǎn)講訴應(yīng)用于本項(xiàng)目的一些特殊模型以及計(jì)算結(jié)果。 模擬的對(duì)象并不包括水箱及水管，將集熱板的溫度設(shè)為實(shí)驗(yàn)過程的平均溫度， 即模擬得到的結(jié)果應(yīng)對(duì)應(yīng)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果中水帶走的熱量。 CFD技術(shù)簡介 CFD是計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的簡 寫 (Computational Fluid Dynamics)，其基本的 定義是通過計(jì)算機(jī)進(jìn) 行數(shù)值計(jì)算和圖像顯示，分析包含流體流動(dòng)和熱傳導(dǎo)等相關(guān) 物理現(xiàn)象的系統(tǒng)。 CFD進(jìn)行流動(dòng)和傳熱現(xiàn)象分析的基本思想是用一系列有限個(gè) 離散點(diǎn)上的變量值的集合來代替將空間域上連續(xù)的物理量的場(chǎng)，如速度場(chǎng)和壓力 場(chǎng)。然后，按照一定的方式建立這些離散點(diǎn)上場(chǎng)變量之間關(guān)系的代數(shù)方程組，通 過求解代數(shù)方程組獲得場(chǎng)變量的近似值。 CFD可以看成在流動(dòng)基本方程 (質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量守恒方程、能量守恒方 程 )控制下對(duì)流動(dòng)的數(shù)值模擬。通過這種數(shù)值模擬，得到復(fù)雜問題基本物理量 (如 速度、壓力、溫度、濃度等 )在流場(chǎng)內(nèi)各個(gè)位置的分布，以及這些物理量隨時(shí)間 的變化情況，確定旋渦分布特性、空化特性及脫流區(qū)等。還可據(jù)此算出相關(guān)的其 他物理量，如旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械的轉(zhuǎn)矩、水力損失和效率等。此外，與 CAD聯(lián)合， 還可進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等。 CFD具有適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用面廣的優(yōu)點(diǎn)。由于流動(dòng)問題的控制方程一般是非 線性的，自變量多，計(jì)算域的幾何形狀和邊界條件復(fù)雜，很難求得解析解，只有 用 CFD方法才有可能找出滿足工程需要的數(shù)值解；而且，可利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種 數(shù)值試驗(yàn)，例如，選擇不同流動(dòng)參數(shù)進(jìn)行物理方程中各項(xiàng)有效性和敏感性試驗(yàn)， 從而進(jìn)行 方案比較。另外， CFD方法不受物理模型和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南拗?，省錢省 時(shí)，有較多的靈活性，能給出詳細(xì)和完整的資料，很容易模擬特殊尺寸、高溫、 有毒、易燃等真實(shí)條件和實(shí)驗(yàn)中只能接近而無法達(dá)到的理想條件。 CFD也存在一定的局限性。自一先，數(shù)值解法是一種離散近似的計(jì)算方法， 依賴于物理上合理、數(shù)學(xué)上適用，適合于在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行計(jì)算的離散的有限數(shù)學(xué) 模型，且最終結(jié)果不能提供任何形式的解析表達(dá)式，只是有限數(shù)量離散點(diǎn)上的數(shù) 值解，并有一定的計(jì)算誤差：其次，它不像物理模型實(shí)驗(yàn)一開始就能給出流動(dòng)現(xiàn) 象并定性地描述，往往需要由原體 觀測(cè)或物理模型試驗(yàn)提供某些流動(dòng)參數(shù)，并需 要對(duì)建立的數(shù)學(xué)模
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