环境实验室温度均匀性的数值分析研究

目的研究送风参数及围护结构对飞机结构及机构环境条件下功能性和耐久性实验室温度均匀性的影响。方法采用CFD方法对实验室的气流组织进行数值模拟,根据气流组织评价标准对工作区的温度均匀性进行分析。结果送风温差越大、送风速度越小温度场均匀性越差,保温层较厚时,温差过大将导致工作区温度分布达不到设计要求。结论相同温差下,减少送风口数量并提高单个送风口的送风速度有助于提高温度均匀性。     

大型气候实验室气流组织仿真分析

目的对大型气候实验室气流组织进行仿真分析,获得合理的气流组织设计方案。方法首先通过分析旋流风口的特性,建立旋流风口CFD简化模型,然后设计大型气候实验室气流组织形式,最后对极端低温和极端高温工况下不同温度、送风量和送风角度时的气流组织进行CFD仿真分析。结果低温工况时,地面温度升高将导致室内温度和温度不均匀度整体上升;高温工况时,气流难以抵达地面,且地面温度对高度5 m以下区域有显著影响,对5 m以上空间影响不显著,应增大送风角度,使送风射流方向尽可能向下,以改善地面附近温度均匀性。结论气流组织仿真分析方法和气流组织设计方案适用于大型气候实验室设计。     

环境试验箱围护结构传热研究

通过对环境试验箱围护结构由高温降至低温时的非稳态传热过程建立物理模型和数学模型,并使用有限容积法及TDMA进行围护结构传热数值计算来分析3种不同降温工况下的围护结构的传热特性,提出了围护结构质量系数概念,用以简化计算其降温时的耗冷量.     

送风温度对三个污染源置换通风效果影响研究

对送风温度变化对含三个污染热源置换通风效果的影响进行了实验研究,分析讨论了一定热源强度情况下模拟实验房间温度场和气流组织特性,阐述了送风温度对热舒适性、热力分层高度的影响,并确定出最佳送风温度,研究结果对工程实践具有指导意义。     

石英灯辐射加热条件下低密度碳/酚醛复合材料高温响应及分析

目的研究低密度碳/酚醛复合材料在不同地面加热实验测试响应的差异性,指导材料在实际应用环境下的高温响应分析。方法对低密度碳/酚醛复合材料开展了热流为400 kW/m~2的单侧石英灯辐射加热实验,利用热电偶测温系统测量试件在加热过程中不同位置的温度时间历程,并对试件的烧蚀形貌和微观结构进行观测。同时与热流为464k W/m~2的氧乙炔加热陶瓷板辐射加热实验结果进行对比分析,并且采用有限元方法对材料的传热传质多场耦合计算进行分析。结果对于石英灯辐射加热,在测量点升温到接近200℃时,温度响应拐点都依次出现。由于加热的辐射热源不同,在不同的辐射波段下,多孔材料吸收和发射的热量不同,短时间内氧乙炔加热陶瓷板辐射加热使材料内部升温速率比石英灯辐射加热实验的要快,但长时间加热时现象刚好相反。结论进行传热传质多场耦合计算材料高温响应时,合理确定材料宏观性能随温度的变化至关重要。     

多人受限水下住室气流组织实验评价研究

气流组织的任务是合理组织有限空间内空气的流动,使空气温度、湿度、流速、成分等能更好地符合人体的舒适感并满足卫生要求。水下密闭住室环境较常规民用建筑环境更为严酷,狭小受限空间内人员密度较大,因此非常有必要精细规划该类住室的气流组织。该文在建立的水下密闭住室实验平台上,采用基于绿激光的流场显示技术,开展2类送风模式下的多人受限住室气流组织实验评价研究。2类送风模式分别为圆形布风器送风模式和个体布风器送风模式。基于流动显示技术的气流组织实验评价结果表明:(1)圆形布风器送风送风模式,管道布置较为简单,但住室内3层床铺所得新风量的均匀性较差,上铺新风量较大,利于二氧化碳清除快速清除,但人体容易产生吹风感;下铺新风量极少,空气流动性差,人体呼出二氧化碳产生积聚,且易出现闷热感。(2)个体布风器送风模式,送风管道布置较复杂,住室内3层床铺所得新风量的均匀性好,人体呼出二氧化碳的扩散性好,由于送风口与人体距离较近,人体易产生内侧体的吹风感。由上述实验研究可知:如能合理规划管道布置及送风方案,个体布风器送风模式是一种高效的送风模式。该文研究对于该类多人受限水下住室气流组织设计具有指导意义。     

不同气流组织下对卧室甲醛浓度影响模拟分析

在空调房间内,气流组织在消除室内污染方面起着关键作用。文章运用CFD软件来对卧室中4种常见的气流组织形式进行模拟,得到房间内的气流分布及甲醛浓度分布,分析气流的速度场对甲醛浓度场的影响。结果表明,在相同的室内条件下,同侧上送下回、异侧上送下回、顶送下回和下送顶回4种典型送风形式中异侧上供下回的送风方式最佳,能有效影响甲醛浓度分布,为休息中的人们提供一个较为洁净和舒适的睡眠环境。     

远程火箭弹高弹道飞行温度环境分析

目的在不采用防热涂层的前提下,为满足远程火箭弹高弹道飞行的防热需求,提出增加壳体厚度的设计思路。方法通过弹道耦合的气动加热计算,分析不同材料、不同厚度壳体的弹头壁面在飞行过程中的温度变化情况。结果壳体厚度达到20 mm以上时,铝、钢、铜三种材料壳体的外壁面温度均低于150℃,而相同厚度的壳体,钢壳的降温能力最强。结论增加壳体厚度可以有效降低弹头壳体壁面温度。     

某电子方舱舱内热环境的模拟研究

目的以某电子方舱为研究对象,分析在现有结构条件下,空调所提供的冷量能否满足舱内电子设备正常工作要求和人员舒适要求。方法分析和研究舱内的传热问题,采用FLUENT软件,并结合κ-ε两方程紊流模型与SIMPLE算法对方舱内的热环境进行三维数值模拟。结果在保证空调送风温度和速度不变的前提下,送风角度分别为30°和0°时,都能基本保证电子设备正常工作要求和舒适性要求。当送风角度为30°时,方舱降温效果较好。结论通过分析得到方舱制冷系统设计的不足之处,并提出了改进制冷系统冷气通路的方法,对今后方舱的制冷系统设计改进具有指导意义。     

车辆舱室流动传热及温度场分析

目的全面获得车舱流动传热分析的流场和温度场分布。方法以某车辆舱室为研究对象,对车舱进行合理简化,建立空气流动与传热的计算流体力学(CFD)模型。针对车舱内温度分布特点,采用标准的κ-ε湍流模型描述舱内的空气流动,利用FLUENT软件对车舱在太阳辐射下进行温度场仿真研究。结果得到了温度场的分布与车载运行时间的变化规律,并利用实车跑车试验结果与仿真结果进行了对比,对比最大误差约为12%。结论随着外部环境温度的升高,车舱内部温度均呈现梯度变化,不同位置温度差异最大为5℃。CFD能为计算和预测温度场分布提供有效的技术支持。     

空冷塔对大气环境温度湿度影响的数值模拟

运用FLUENT建立空冷塔模型进行数值模拟,研究不同出口温度、环境温度和侧风速度下空冷塔与大气环境之间的传热.结果表明：不同出口温度及环境温度对空冷塔与大气环境间的换热有显著影响.其中,当出口温度升高到328K时,空冷塔近地面层空气温度上升6.22K,而其相对湿度由47.7%降至31.78%,空气干燥程度增大;随着环境温度与排气温度间温差增大,换热效果更为显著,表现为冬季空气干燥程度变化最大,春秋次之,夏季最小.不同环境风速对空冷塔与大气环境间换热区域影响显著,其中,当侧风风速为7m/s时,热交换影响区域可达11.17km,且空冷塔近处相对湿度由47.7%降至39.47%.     

飞机发动机室内开车尾气排放引射喷淋降温仿真分析

目的将气候实验室飞机发动机开车时产生的高温高噪声尾气实时顺利排出室外,保持试验所需的稳定环境场,避免排气不畅或可能的高温尾气回流对试验及试验设施产生破坏,保证试验安全可靠进行。方法设计一套发动机开车尾气排放系统,对关键的气体引流喷淋降温进行CFD数值模拟。结果喷流环孔径、喷射角度及数量分布均直接影响引射喷淋雾化效果。结论获得可以满足发动机开车尾气排放塔出口温度分布的喷淋环参数,指导引流管喷淋环的详细设计。     

间接制冷换热器除霜方案研究

目的对以载冷剂为冷媒,用于极端低温气候环境实验室的换热器的除霜问题进行研究,获得可行的除霜设计方案。方法从抑霜和融霜两个方面出发,设计包含变片距结霜换热器的内融霜和外融霜两种除霜方案,并搭建实验台对除霜方案进行实验研究。结果变片距结霜换热器迎风面结霜严重,背风面轻度结霜,内融霜可在3.5 min完成,而外融霜需要2倍的时间。内融霜结束后继续加热换热器,并配合新风置换可在20 min内除去化霜后的附着水。结论变片距结霜换热器能够有效对来流空气进行预除湿,抑制主换热器结霜,内融霜效果最好且目前以蒸汽为热源、内融霜为主、新风吹扫为辅的除霜系统已应用于大型气候环境实验室。     

弹箭外表面接插件高温高湿度耦合环境试验方法研究

目的 在地面条件下更真实地模拟弹箭外表面电器接插件在雨、雪、雾等高湿度条件下的飞行环境,方法利用数值分析方法,通过综合对比相同喷嘴结构下不同出口尺寸的外流场形态、不同压差下喷嘴出口流量等计算结果,确定喷口尺寸和工作压力.通过涡流黏度云图,确定接插件与喷嘴的相对位置关系.通过建模对喷淋方案进行效果预测后,搭建配套试验系统,并在石英灯加热器热辐射环境下开展高温高湿度耦合环境实效模拟试验.结果 试验中加热条件能够满足飞行过程中的表面温度及总加热量要求,水气环境模拟达到1.82 mm/min条件.试验后,对参试产品进行阻值测试、剖面碳化层厚度测量和热解产物分析,表征电气特性良好.结论 所述试验方法能够同时有效模拟高温高湿度飞行环境,能够对雨、雪、雾等高湿度条件下的接插件产品的飞行可靠性进行有效评估.     

车辆冷却系统高原热平衡性能研究

目的 分析海拔高度(大气压力)、环境温度、冷却液温度以及冷却风量等对车辆冷却系统高原散热性能的影响.方法 采用模拟试验与仿真相结合的方法 .结果 海拔升高1000 m,发动机水套散热量平均增加约5.3％;冷却液温度升高10℃,发动机水套散热量平均降低约14.5％;海拔升高1000 m,若保持发动机热平衡状态不变(出口冷...     

Reactor characterization and primary application of a state of art dual-reactor chamber in the investigation of atmospheric photochemical processes

Increasing attention has been paid to the air pollution more recently. Smog chamber has been proved as a necessary and effective tool to study atmospheric processes, including photochemical smog and haze formation. A novel smog chamber was designed to study the atmospheric photochemical reaction mechanism of typical volatile organic compounds(VOCs) as well as the aging of aerosols. The smog chamber system includes an enclosure equipped with black lights as the light source, two parallel reactors...     

Minimizing changing climate impact on buildings using easily and economically feasible earth to air heat exchanger technique

The biggest challenge of the 21st century is to satisfy the escalating demand of energy and minimize the globally changing climate impact. Earth to air heat exchanger (EAHE) system can effectively reduce heating affects on buildings. An experimental study was carried out by designing EAHE system using low cost building materials like Bamboo (Bambuseae) and hydraform (cement and soil plaster) to reduce the energy consumption of buildings and minimize the impact of climate change. This system utilizes earth’s constant subterranean temperature for naturally heating or cooling the inlet air. This study was carried out in the North Eastern part of India. An open loop EAHE system was developed to predict the heating and cooling potential of the system. Within the system locally available bamboos were used for constructing the tunnel pipes and soil-cement mixture plaster was used to enhance the conductivity of the bamboo pipes. Soil-cement mixtures are capable of decreasing the humidity by 30 to 40 %. Majority of the North Eastern region of India, have humid climatic conditions through out the year. Experiment was performed continuously for 7 days and the result shows that irrespective to the inlet air temperature (ranges from 35 °C to 42 °C), outlet air temperature was recorded between 25 °C and 26 °C, which shows the effectiveness of the system. After a series of experimental analysis the study reveals that underground tunnel based fresh air delivery system is one of the easily feasible and economically feasible techniques which can drastically reduce the energy consumption of the buildings and help in addressing the continuously escalating demand of power and minimizing the impact of changing climatic conditions on buildings.     

Measurement of in-vehicle volatile organic compounds under static conditions

The types and quantities of volatile organic compounds (VOCs) inside vehicles have been determined in one new vehicle and two old vehicles under static conditions using the Thermodesorber-Gas Chromatograph/Mass Spectrometer (TD-GC/MS).Air sampling and analysis was conducted under the requirement of USEPA Method TO-17.A room-size,environment test chamber was utilized to provide stable and accurate control of the required environmental conditions (temperature,humidity,horizontal and vertical airflow velocity,and background VOCs concentration).Static vehicle testing demonstrated that although the amount of total volatile organic compounds (TVOC) detected within each vehicle was relatively distinct (4940μg/m~3 in the new vehicle A,1240μg/m~3 in used vehicle B,and 132μg/m~3 in used vehicle C),toluene,xylene,some aromatic compounds,and various C_7-C_(12) alkanes were among the predominant VOC species in all three vehicles tested.In addition,tetramethyl succinonitrile,possibly derived from foam cushions was detected in vehicle B.The types and quantities of VOCs varied considerably according to various kinds of factors,such as,vehicle age, vehicle model,temperature,air exchange rate,and environment airflow velocity.For example,if the airflow velocity increases from 0.1 m/s to 0.7 m/s,the vehicle's air exchange rate increases from 0.15 h~(-1) to 0.67 h~(-1),and in-vehicle TVOC concentration decreases from 1780 to 1201μg/m~3.     

基于散流器的盐雾箱饱和加湿技术研究

目的 提升盐雾箱饱和加湿桶湿式加热性能，保证盐雾试验过程沉降盐雾溶液浓度的稳定，进行盐雾试验箱饱和加湿桶的设计与研究。方法 对饱和加湿桶压缩空气入口和出口进行结构设计，入口采用散流器实现湿式加热，出口设置气水分离器，对出口气流进行气水分离，从而形成较为“洁净”的饱和湿空气。对饱和加湿桶进行性能测试，验证盐雾试验箱饱和加湿方法的有效性。结果 散流器可以使气流在水中形成稳定的流动，有效抑制气流直通液面的浪涌现象，避免液滴飞溅产生，并增大了压缩空气与去离子水的接触面积。供气压力为50~150 kPa时，饱和加湿桶出口气流的相对湿度在不同温度下均可达到83%~90%，且试验过程出口流道无明水喷射。结论 通过对饱和加湿桶的设计，有效提升了湿式加热的效率，并形成较为“洁净”的饱和湿空气，满足盐雾试验要求。     

上海市绿地植被的吸热降温效益评估

城市绿地夏季高温时具有明显降温作用。但现有研究侧重降温效应观测及其影响因子解析,而对绿地降温效益与人居环境需求的空间一致性鲜有研究。以上海市为例,基于高分卫星影像与样地观测数据,采用植被蒸腾吸热经验模型评估了城市绿地夏季降温效益,并利用GIS空间分析技术量化了绿地降温效益与空气温度及人口分布的空间耦合程度。结果表明:2017年上海城市绿地面积为10.45万hm ²,夏季（6-9月）绿地植被吸热量可达8.49×10 ¹⁵ J,相当于节约夏季空调降温的经济价值为14.57亿元,其中46%和33%的绿地降温效益来自阔叶林与混交林;浦东新区、崇明区和奉贤区的绿地植被合计贡献了67%的降温效益,但虹口、黄浦、徐汇等中心城区绿地的单位面积降温效益较高。更需关注的是,绿地植被降温效益与人居环境需求表现出局部地区的空间不一致,其中28.62%的地区植被降温效益与空气温度处于低耦合状态,7.31%的地区植被降温效益与人口密度为低耦合水平,且均集中分布在中心城区。因此,重点提升中心城区绿地植被降温功能,并规划建设周边绿地降温效益的空间辐射通道,是上海城市生态空间优化的重要方向。