高度尺寸不同的空心砖复合传热性能的数值研究

摘要

本文采用三维自编程序对240×115×90、240×115×115、240×115×140以及240×115×165mm四种高度共200种规格（每个高度50种规格）的空心砖进行了包括导热、对流及辐射换热复杂传热过程的数值模拟，旨在揭示在空心砖内部孔数及排列方式、长度和宽度相同的情况下，空心砖高度变化对其砌筑墙体当量导热系数的影响。同时，选取240×115×115、240×115×140mm两种高度的空心砖，分析了室外对流传热表面传热系数对空心砖当量导热系数的影响。模拟结果对空心砖的结构选型以及建筑节能给予了一定的指导作用。数值模拟得出如下结论:
　　1.同一高度尺寸的空心砖的当量导热系数随孔洞数的变化规律基本相同。当宽度方向孔数给定时，随着长度方向孔数的增加，其当量导热系数是先减少后增加。
　　2.不同高度尺寸的空心砖，随着高度方向尺寸的增加，除个别砖型外，其当量导热系数呈下降趋势，当宽度方向的孔数给定时，随着长度方向的孔洞数的增加，下降幅度是先增加后减少，最大降幅6.1％。
　　3.不同高度尺寸的空心砖的最佳结构都为L05W4H1。
　　4.对于选取的240×115×115、240×115×140mm两种高度的空心砖，室外对流传热表面传热系数的变化几乎对其当量导热系数没有影响，其最大变化率不超过2.0％。

目录

声明

摘要

主要符号表

第一章 绪论

1．1 国内外能源消费情况

1．2 我国建筑能耗的大致状况及建筑节能主要误区

1．2．1 我国建筑能耗的大致状况

1．2．2 我国建筑节能主要误区

1．3 从建筑物的外围护结构看建筑节能

1．4 空心砖的应用前景

1．4．1 我国空心砖的发展历程

1．4．2 空心砖的优越性

1．5 国内外研究现状

1．6 本文的主要工作及研究意义

第二章 物理数学模型、主要数值方法及计算程序说明

2．1 物理模型

2．2 数学模型

2．3 主要数值方法

2．3．1 ideal算法简介

2．3．2 代数方程组的三对角阵算法及交替方向隐式方法

2．3．3 当量导热系数的计算方法

2．3．4 空心砖孔内表面辐射换热量的计算方法

2．3．5 迭代收敛的判据

2．4 计算区域验证

2．5 计算程序简介

第三章 高度尺寸不同的空心砖复合传热性能的数值研究

3．1 网格独立性考核

3．2 240×115×90mm空心砖的计算结果

3．2．1 240×115×90mm空心砖的当量导热系数的变化规律

3．2．2 240×115×90mm空心砖的温度与速度分布

3．2．3 240×115×90mm空心砖计算结果的实验验证

3．3 240×115×115mm空心砖的计算结果

3．3．1 240×115×115mm空心砖的当量导热系数的变化规律

3．3．2 240×115×115mm空心砖的温度与速度分布

3．4 240×115×140mm空心砖的计算结果

3．4．1 240×115×140mm空心砖的当量导热系数的变化规律

3．4．2 240×115×140mm空心砖的温度与速度分布

3．5 240×115×165mm空心砖的计算结果

3．5．1 240×115×165mm空心砖的当量导热系数的变化规律

3．5．2 240×115×165mm空心砖的温度与速度分布

3．6 高度尺寸不同的空心砖的复合传热分析

3．6．1 四种高度尺寸不同的空心砖的当量导热系数对比分析

3．6．2 高度尺寸不同的空心砖的最佳结构内部传热分析

3．7 本章小结

第四章 室外对流传热表面传热系数对空心砖传热性能的影响

4．1 我国主要省市室外气象参数及对流传热表面传热系数

4．2 室外对流传热表面传热系数增加0．5倍对空心砖传热性能的影响

4．3 室外对流传热表面传热系数降低0．5倍对空心砖传热性能的影响

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

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