本文選題：火炕　切入點(diǎn)：火墻式火炕　出處：《沈陽建筑大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高,廣大農(nóng)村居民對(duì)住宅的熱舒適性要求越來越高。火炕是農(nóng)村主要的采暖方式,但是傳統(tǒng)的火炕存在很多問題,諸如炕面溫度不均勻、浪費(fèi)能源、空氣污染等等,因此應(yīng)該在傳統(tǒng)火炕的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新發(fā)展,才更能發(fā)揮火炕的優(yōu)勢。針對(duì)炕面溫度不均勻的問題主要提出了兩種改善方法,一是在炕頭部分加換熱器,二是利用新型火炕-火墻式火炕。目前針對(duì)這兩種改善方法的研究很多都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),實(shí)驗(yàn)的方法雖然真實(shí),但是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)施復(fù)雜,往往因?yàn)楦哪骋粭l件而反復(fù)做實(shí)驗(yàn),不僅效率不高,而且也沒有廣泛通用性。因此編制具有針對(duì)性的模擬軟件來研究農(nóng)村火炕熱工性能是非常有必要的。首先,針對(duì)傳統(tǒng)落地炕的熱工性能進(jìn)行研究,從簡化邊界條件的穩(wěn)態(tài)傳熱和實(shí)際非穩(wěn)態(tài)傳熱兩種方法,通過傳熱學(xué)、流體力學(xué)、傳質(zhì)學(xué)等知識(shí)對(duì)研究進(jìn)行深入分析和梳理,傳統(tǒng)火炕類型的炕表面溫度變化的數(shù)學(xué)模型、炕體蓄熱和放熱的數(shù)學(xué)模型,從而對(duì)火炕的熱工性能進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)研究。研究發(fā)現(xiàn),穩(wěn)態(tài)計(jì)算下的火炕熱工性能和非穩(wěn)態(tài)計(jì)算下的火炕熱工性能得到的結(jié)果基本能達(dá)到一致,因此我們認(rèn)為在工程實(shí)踐中,簡化邊界條件的穩(wěn)態(tài)計(jì)算具有普遍運(yùn)用價(jià)值。同時(shí),發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)火炕的炕面溫度分布不均勻,能源利用率低,開發(fā)新型火炕十分緊迫。其次,針對(duì)火墻式火炕的熱工性能同樣從兩種計(jì)算方法通過進(jìn)行了研究,提出了火墻式火炕的炕表面溫度變化的數(shù)學(xué)模型、炕體蓄熱和放熱的數(shù)學(xué)模型,從而對(duì)火墻式火炕的熱工性能進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)研究。研究同樣得出,兩種計(jì)算方法下的火墻式火炕的熱工性能誤差在可接受范圍內(nèi)。而且火墻式火炕炕墻側(cè)的溫度得到明顯提高,增加了火墻側(cè)的熱量利用率。再次,針對(duì)兩種火炕的兩種計(jì)算方法進(jìn)行了模擬軟件進(jìn)行開發(fā),此軟件的開發(fā)大大簡化了實(shí)驗(yàn)手段研究的復(fù)雜性。數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用,通過軟件可以選擇不同的燃料、不同的火炕形式、不同的炕體材料等；可以輸入不同的邊界條件來模擬火炕的炕面逐時(shí)溫度、炕內(nèi)煙氣溫度、火炕的蓄熱特性等數(shù)據(jù)。并且能通過不同的選擇輸入,確定出最佳的邊界條件來提高火炕的熱舒適性�；鹂粺峁ば阅苣M軟件非常靈活,并且具有廣泛性、開放性和直觀性。最后通過FDS模擬和實(shí)驗(yàn)手段對(duì)火炕熱工性能模擬軟件進(jìn)行了驗(yàn)證,證實(shí)了上述模擬軟件能較準(zhǔn)確的模擬火炕的熱工性能。本文研究對(duì)比穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)計(jì)算下的傳統(tǒng)火炕和火墻式火炕的熱工性能,并且編制了農(nóng)村火炕熱工性能模擬軟件,將大大簡化原來通過實(shí)驗(yàn)研究的繁瑣性。
[Abstract]:With the improvement of economic level, the thermal comfort of residential buildings is becoming more and more demanding for rural residents. Fire Kang is the main heating method in rural areas, but there are many problems in traditional Kang, such as uneven temperature on the surface of Kang, waste of energy. Air pollution and so on, therefore, should be innovated and developed on the basis of the traditional fire Kang, so as to give more play to the advantages of the fire Kang. To solve the problem of uneven temperature on the Kang surface, two main improvement methods are put forward, one is to add heat exchanger to the part of the Kang head. The second is to use the new type of fire Kang-fire wall type Kang. At present, many of the researches on these two improvement methods are based on experiments. Although the experimental methods are true, the experimental design and implementation are complex. It is not only inefficient but also not universal to make repeated experiments because of changing a certain condition. Therefore, it is very necessary to develop a targeted simulation software to study the thermal properties of rural fire Kang. First of all, In this paper, the thermal performance of traditional floor Kang is studied. From two methods of simplifying boundary condition, steady heat transfer and actual unsteady heat transfer, the research is deeply analyzed and combed through the knowledge of heat transfer, hydrodynamics, mass transfer and so on. Based on the mathematical model of the surface temperature change of the traditional Kang, the mathematical model of the heat storage and exothermic release of the Kang, the comprehensive evaluation of the thermal properties of the Kang is carried out. The results obtained from steady state calculation and non steady state calculation are basically consistent. Therefore, we think that in engineering practice, the steady state calculation of simplified boundary conditions is of universal application value. It is found that the temperature distribution of the traditional Kang is uneven and the energy efficiency is low, so it is very urgent to develop the new type of Kang. Secondly, the thermal properties of the fire Kang are also studied by two calculation methods. The mathematical model of the surface temperature change and the heat storage and exothermic model of the Kang are put forward in this paper, and the comprehensive evaluation of the thermal performance of the fire Kang of the fire wall type is carried out. Under the two calculation methods, the thermal performance error of the fire wall Kang is within the acceptable range. Moreover, the temperature of the wall side of the wall of the fire wall Kang is obviously increased, which increases the heat utilization ratio of the wall side. The simulation software is developed for two calculation methods of two kinds of Kang. The development of this software greatly simplifies the complexity of the research of experimental means. The application of database technology can select different fuels through software. We can input different boundary conditions to simulate the hourly temperature of the Kang surface, the flue gas temperature inside the Kang, the heat storage characteristics of the Kang, and so on. Determine the best boundary conditions to improve the thermal comfort of the Kang. The thermal performance simulation software is very flexible and extensive. Finally, the thermal performance simulation software of the Kang is verified by FDS simulation and experiment. It is proved that the above simulation software can accurately simulate the thermal performance of the fire Kang. In this paper, the thermal performance of the traditional fire Kang and the fire wall type fire Kang under steady and unsteady state calculation are studied and compared, and the thermal performance simulation software of the rural fire Kang is developed. It will greatly simplify the triviality of the original experimental research.
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU832

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