喷雾蒸发冷却对室内环境调控效果研究

摘要

室内喷雾降温技术是基于直接蒸发冷却原理的一种新的环境调控技术形式，具有结构简单，初投资低，节能环保的优点，然而受降温幅度及环境湿度要求的限制，喷雾蒸发冷却技术在室内环境调控中的推广应用还比较少，为此本文围绕喷雾蒸发冷却对室内环境调控的效果进行了以下探索。
　　首先，建立了适用于喷雾蒸发的对流环境下液滴蒸发数学模型，并对单个液滴在对流环境中的蒸发时间进行了编程求解，获得了空气温度、相对湿度、相对运动速度对液滴寿命的影响规律。
　　其次，建立了喷雾调控房间模型，对喷雾调控房间的温度场和湿度场进行模拟计算,分析喷雾源参数（液滴粒径、喷雾速度、喷雾流量）、通风参数（空气温度、相对湿度、风速）对室内环境调控效果的影响，获得了喷雾蒸发冷却对室内环境调控效果影响的一般规律。
　　再次，对喷雾蒸发冷却技术在大型养鸡场鸡舍中应用的效果进行了预测研究，得到了喷雾系数、换气次数、空气温度和相对湿度对鸡舍内温度场和湿度场的影响规律。结果显示，喷雾系数每增加0.3‰，鸡舍内温降增加1k，相对湿度增加5%；换气次数对温、湿度分布的均匀性影响较大；在喷雾气象条件内，通风温度和相对湿度对舍内温降和湿增影响幅度不大，但对其温度和湿度影响较大。同时获得了基于通风温、湿度的换气次数计算公式，为鸡舍喷雾降温系统的设计和运用提供依据。
　　最后，分析了室外温湿度波动对喷雾调控鸡舍内环境的动态影响，对天津地区夏季典型日而言，喷雾调控鸡舍内温降可达3-6k，相对湿度大约增加19%-28%，研究结果表明喷雾降温可以满足鸡舍内环境调控的基本要求。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景、意义

1.2 喷雾蒸发冷却技术与应用的国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

第二章 对流环境液滴蒸发数学模型

2.1 对流环境液滴蒸发的传热、传质过程

2.2 液滴蒸发常数

2.3 液滴寿命的求解方法

2.4 环境因素对液滴寿命的影响

2.5 本章小结

第三章 喷雾对室内环境调控影响的理论及数值计算方法

3.1 基于喷雾调控的室内空气基本守恒方程

3.2 适用于喷雾调控房间的湍流模型

3.3 离散相模型

3.4 连续相与离散相耦合计算方法

3.5 本章小结

第四章 喷雾蒸发冷却对室内环境调控效果的数值模拟

4.1 基于喷雾调控的房间物理模型与边界条件

4.2 网格无关性验证

4.3 数学模型的准确性验证

4.4 喷雾源参数对室内环境的影响

4.5 通风参数对室内环境的影响

4.6 本章小结

第五章 喷雾蒸发冷却技术在大型鸡舍中应用效果预测研究

5.1 喷雾系数与换气次数

5.2 喷雾调控鸡舍的物理模型与边界条件

5.3 数学模型的准确性验证

5.4 喷雾蒸发冷却技术在鸡舍内的应用效果

5.5 合理换气次数的确定

5.6 本章小结

第六章 室外温湿度波动对喷雾调控鸡舍内环境动态影响

6.1 适用喷雾蒸发冷却的室外温湿度条件

6.2 夏季典型日喷雾蒸发冷却的逐时效果

6.3 室外温湿度波动对喷雾调控鸡舍内环境的影响

6.4 本章小结

第七章 结论

7.1 主要结论

7.2 研究方向展望

参考文献

攻读学位期间取得的相关成果

致谢