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地道通风系统的传热传质及降温效果分析

周晓慧  
【摘要】:地道通风降温是指利用地道冷却空气,通过送风系统送至地面的建筑物,达到室内空气降温的目的。本论文在对地道通风降温过程中的土壤与地道内空气传热传质过程进行理论分析的基础上,进行了土壤导热系数及传热传质的实验测试工作,并利用CFD技术对地道通风降温效果进行模拟。 本文通过通风地道内土壤与空气传热传质的分析,从理论上推导了空气与地道的土壤壁面之间的综合放热系数计算公式。然后利用热探针法测试不同质量含水率土壤的导热系数,将测试结果应用在FLUNET软件中作为模拟条件,分别模拟不同含水率、不同进口空气风速、不同通风时间条件下的地道通风降温效果及土壤内部温度场的变化情况。根据模拟所得的结果比较分析不同工况通风地道的出口空气温度和土壤层的热传递厚度,为通风地道工程的实际应用提供了参考和依据。 通过实验数据得到土壤的含水率对导热系数有很大的影响,导热系数随含水率的增加而不断增大;土壤与空气间的传热传质只发生在土壤表面附近一定厚度以内。模拟结果表明随土壤含水率的增加,地道空气的温降逐渐增大,在土壤含水率为10%~20%区间温降比较明显,土壤含水率超过20%,温降有增加的趋势,但是幅度不大;地道内主流风速较低时,空气降温效果较好;地道壁面处的温度最高,沿着土壤深处逐渐降低,且土壤当量热传递厚度主要受到运行时间的影响。


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