铝电解厂房内隔墙辐射对流特性与局部阻力特性的研究

论文摘要

为了利用自然通风来消除铝电解厂房内余热与污染物,国外出现了一种新的建筑形式——在厂房内电解槽体的两端分别增设了一面内隔墙。本文着重研究内隔墙的辐射对流换热特性与局部阻力特性,同时内隔墙这些特性可以应用于类似的工业热厂房,为工程设计提供了理论依据。采用光照系数法得到计算内隔墙与其它表面间辐射换热量表达式;采用CFD 商业软件PHOENICS 结合Lam-Brehmost 修正的低Re 数k-e模型、标准k-e 模型计算了内隔墙的对流换热系数关联式;实验测定了多孔砖墙与固定格栅的局部阻力系数,同时也测定了可替代多孔砖墙的单层百叶的局部阻力系数。研究了厂房自然通风复杂进风通道的阻力损失为铝电解厂房自然通风软件的编制奠定基础。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章引言
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 固体表面间辐射换热
• 1.2.2 固体表面的对流换热
• 1.3 课题的主要研究内容
• 1.3.1 内隔墙的辐射换热特性
• 1.3.2 内隔墙的对流换热特性
• 1.3.3 内隔墙与固定格栅局部阻力系数的测定
• 第二章 内隔墙辐射换热特性的研究
• 2.1 概述
• 2.2 固体表面间的辐射换热
• 2.2.1 固体表面间辐射换热的计算
• 2.2.2 光照系数法
• 2.2.3 辐射平均角系数
• 2.3 蒙特卡罗方法
• 2.3.1 蒙特卡罗法简介
• 2.3.2 蒙特卡罗法求表面间平均角系数
• 2.3.3 某一具体问题的计算
• 2.4 内隔墙与其它表面间辐射角系数
• 2.4.1 内隔墙的物理模型
• 2.4.2 内隔墙与其它表表面间平均角系数
• 2.4.3 内隔墙与其它表面间光照系数
• 2.4.4 内隔墙与其它表面的辐射换热
• 2.5 本章小结
• 第三章 内隔墙对流换热特性的研究
• 3.1 概述
• 3.2 CFD 方法简介
• 3.2.1 CFD 数值模拟方法
• 3.2.2 流动与换热问题的基本控制方程
• 3.2.3 湍流模型
• 3.3 CFD 商业软件及 PHOENICS 简介
• 3.4 PHOENICS 进行数值模拟的验证
• 3.4.1 验证用物理模型
• 3.4.2 竖直墙壁自然对流换热的计算结果
• 3.4 3 调解收敛的方法
• 3.5 内隔墙的对流换热
• 3.5.1 内隔墙的物理模型
• 3.5.2 内隔墙自然对流换热
• 3.5.3 内隔墙强迫对流换热
• 3.5.4 内隔墙混合对流换热
• 3.5.5 内隔墙辐射对流耦合热平衡
• 3.6 本章小结
• 第四章 内隔墙局部阻力的实验研究
• 4.1 实验研究
• 4.1.2 实验设计方案
• 4.1.2 实验装置与仪表
• 4.1.3 实验内容与步骤
• 4.2 实验数据的整理与误差分析
• 4.2.1 实验数据整理
• 4.3.2 误差分析
• 4.3 实验结果
• 4.3.1 各试件的局部阻力系数
• 4.3.2 多项式拟合结果
• 4.4 厂房复杂进风通道阻力损失的研究
• 4.4.1 厂房复杂进风通道当量阻力系数
• 4.4.2 典型算例进风通道的当量阻力系数
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论及工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况