沙漠環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室熱工特性及通風(fēng)冷卻系統(tǒng)研究.pdf

1、本文以沙漠環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室為研究對象，對其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能進(jìn)行了研究;針對實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，采用變頻通風(fēng)技術(shù)對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了溫度環(huán)境模擬和室內(nèi)氣流組織改進(jìn)，對其主要熱源一日光模擬器增設(shè)通風(fēng)冷卻系統(tǒng)，有效地降低了系統(tǒng)冷負(fù)荷;最后應(yīng)用數(shù)值模擬方法對改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)室的三維溫度場和速度場進(jìn)行了模擬，通過對模擬結(jié)果的分析評價(jià)找到較優(yōu)方案，為實(shí)驗(yàn)室的改造提供一定的參考。
　　 實(shí)驗(yàn)室圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能研究，主要分析了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑構(gòu)造特

2、點(diǎn)，對其絕熱保溫層的材質(zhì)及厚度進(jìn)行分析校核，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)各構(gòu)造層的布置層次進(jìn)行研究，分析現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室圍護(hù)結(jié)構(gòu)布置的合理性。指出圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響到整個環(huán)境模擬系統(tǒng)的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用的多少，以及模擬參數(shù)的可靠性和精確度。
　　 溫度環(huán)境模擬的改進(jìn)是利用通風(fēng)降溫原理，結(jié)合己有的制冷加熱系統(tǒng)對空氣進(jìn)行處理，在日光模擬器上方設(shè)置局部排風(fēng)罩，引入室外新風(fēng)對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，使模型實(shí)驗(yàn)區(qū)輻射強(qiáng)度達(dá)到太陽輻射模擬指標(biāo)要求的同時，溫度

3、也達(dá)到溫度環(huán)境模擬指標(biāo)的要求;室內(nèi)流場的改進(jìn)通過在模型實(shí)驗(yàn)區(qū)設(shè)置均流引風(fēng)設(shè)施，使模型實(shí)驗(yàn)區(qū)可以產(chǎn)生較為均勻的風(fēng)場，同時通過變頻風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)風(fēng)速的調(diào)節(jié)。
　　 采用數(shù)值計(jì)算方法對增加了排風(fēng)罩和均流設(shè)施后模型實(shí)驗(yàn)區(qū)的溫度場和速度場進(jìn)行了研究，同時對排風(fēng)管的不同布置位置、送風(fēng)機(jī)不同出風(fēng)速度時模型實(shí)驗(yàn)區(qū)溫度場和速度場進(jìn)行了比較分析。
　　 模擬結(jié)果顯示:安裝局部排風(fēng)罩可以有效排除日光模擬器散發(fā)的熱量，它與現(xiàn)有制冷空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合使用可

4、以使模型實(shí)驗(yàn)區(qū)溫度滿足溫度模擬指標(biāo)要求，排風(fēng)管安裝位置對模型實(shí)驗(yàn)區(qū)流場幾乎沒有的影響。當(dāng)出風(fēng)速度為1m/s時，日光模擬器附近冷熱氣流交匯處的溫度等值線有一些加密，產(chǎn)生了溫度梯度，但隨著出風(fēng)速度的增加，整個模型實(shí)驗(yàn)區(qū)溫度場趨于均勻，溫度模擬指標(biāo)達(dá)到了要求。通過采取有效的均流和引風(fēng)措施，整個模型實(shí)驗(yàn)區(qū)形成了均勻的速度場，消除了風(fēng)機(jī)出口的氣流短路以及模型實(shí)驗(yàn)區(qū)的渦旋現(xiàn)象。風(fēng)機(jī)出風(fēng)口速度越大，模型實(shí)驗(yàn)區(qū)溫度場均勻性越好，但是隨著風(fēng)速的增大，會有