低温地板辐射采暖系统的传热性能研究

摘要

低温地板辐射采暖是一种舒适、节能、环保的新型采暖方式，这种采暖方式在国外应用已经非常广泛，但在我国还有待于进一步普及。本文对低温地板辐射采暖系统的传热性能进行了全面分析，进行了较为详细的理论模拟及实验测试研究，为地板辐射采暖技术的推广及工程应用提供了很好的理论依据。本文的主要工作如下：
　　 (1)在广泛查阅国内外文献基础上，建立了地板结构层二维稳态数学模型，运用有限元法对已建立的数学模型进行离散求解，然后运用ANSYS有限元分析软件对地板结构层内的传热过程进行了模拟分析，得出在不同工况下地板表面温度及表面散热量的变化过程。
　　 (2)通过模拟计算得出，影响地板表面散热量的主要参数有：供回水平均温度、排管间距、地表装饰层材料、加热管管径以及填充层厚度。经过模拟分析后，本文得出在管径大小为20mm、填充层厚度为50mm时，供回水平均温度应在35℃～40℃，排管间距应在150mm～250mm之间为宜。
　　 (3)对试验房间的空间场及地板表面进行了温度测试，得出室内空间气体的温度分布规律，并将对地板表面测量所得到的温度值与理论计算得到的结果进行对比分析，结果表明，所建立的数学模型的误差小于5％，可以认定模拟结果是正确的。
　　 通过本文的研究可以得出，地板辐射采暖确实是一种节能、舒适的采暖方式，在当今大力发展低碳经济的时代，该系统具有非常广阔的应用前景，是一种极具推广价值的供暖方式。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题背景及意义

1.2地板辐射采暖的国内外研究现状与发展前景

1.2.1地板辐射采暖的发展概况

1.2.2前人的研究成果

1.2.3地板辐射采暖的发展前景

1.3地板辐射采暖简介

1.3.1辐射采暖

1.3.2低温地板辐射采暖系统的特点

1.4亟待解决的问题

1.5本文主要研究工作

第二章低温地板辐射采暖系统的传热机理及构造

2.1低温地板辐射采暖的传热机理

2.2低温地板辐射采暖系统的装置及构造

2.2.1低温地板辐射采暖系统的装置及原理

2.2.2低温地板辐射采暖系统的构造

2.3地板辐射采暖系统的安装及注意事项

第三章低温地板辐射采暖系统数学模型的建立

3.1低温地板辐射采暖系统的结构层物理模型

3.2低温地板辐射采暖系统的数学模型

3.2.1地板表面散热过程

3.2.2地板结构层的传热

3.3地板辐射采暖房问热负荷的计算

3.4地板表面平均温度的确定

3.5本章小结

第四章地板辐射采暖的数值模拟

4.1数学模型的离散

4.2数学模型的求解

4.2.1 ANSYS软件简介

4.2.2 ANSYS分析过程

4.2.3数值计算

4.3数值模拟结果及分析

4.3.1供回水平均温度对地表温度及地表散热量的影响

4.3.2排管间距对地板表面温度的影响

4.3.3室内空气温度与地表热流密度之间的关系

4.3.4地表温度与地表热流密度之间的关系

4.4本章小结

第五章实验分析

5.1实验目的

5.2实验房间及实验装置的介绍

5.3实验方案的拟定

5.4实验数据处理及结果分析

5.4.1地板表面温度分布

5.4.2竖直方向温度分布

5.4.3水平方向温度分布

5.4.4围护结构内表面温度测定

5.5实验结果与模拟结果对比分析

5.6本章小结

第六章结论与展望

参考文献

附 录

致 谢

研究成果及发表的学术论文

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