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雙層幕墻冬季內循環送風的CFD氣流及熱工模擬

來源:*  作者:毛伙南  日期:2014-1-13
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  摘 要:本文借助功能強大的CFD通用軟件FLUENT,對廣東省中醫院的雙層玻璃幕墻在冬季內循環運行的情況下進行了熱工模擬,得到雙層玻璃幕墻熱通道內的速度場、溫度場。本文模擬的工況包括自然熱氣流及增強熱氣流兩種情況。在熱氣流計算的基礎上,得到出風口的空氣流量、平均溫度、平均風速等物理量,進而求出通風增熱效率n及K值,最后對雙層幕墻的冬季增熱綜合性能進行評估。
  關鍵詞:CFD;增強熱氣流;雙層幕墻;內循環。

  2.5 求解策略

  建模時采用三維笛卡爾坐標,網格劃分主要采用六面體結構單元,網格劃分(局部)如圖2所示,模型的體單元數目為200萬。每個case經過約8000個迭代步的運算后,流域里監測點的速度、壓力和溫度基本上達到穩定的狀態,這時即認為計算收斂,可進入后處理階段,對計算結果進行分析。

  

  圖2網格局部放大(進風口附近)

  3 熱氣流分析

  本文考慮了兩種工況:1)完全依賴熱通道的煙囪效應產生的自然熱氣流;2)在室內進風口處依靠機械強迫送分產生的強化熱氣流。圖3(A)顯示的是自然熱氣流工況下熱通道的溫度分布,外層玻璃在吸收太陽輻射熱量后溫度升高,在水平方向形成溫度梯度,驅動著熱通道內的上升氣流,氣流的平均速度可達0.2 m/s(圖3(B));

  

  圖3 自然熱氣流工況的溫度(單位:℃)和速度(單位:m/s)分布圖

  圖4(A)顯示的是強化熱氣流工況下熱通道的溫度分布,在機械送風的輔助下,熱通道內產生了更強烈的熱氣流流動,室內出風口的空氣溫度明顯高于自然熱氣流的工況,而通風量也明顯提升,熱通道氣流的平均速度可達0.3 m/s。

  

  圖4 強化熱氣流工況的溫度(單位:℃)和速度(單位:m/s)分布圖

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