论文题目: 多环境参数人工模拟技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 供热,供燃气,通风与空调工程
作者: 张林华
导师: 王元
关键词: 环境模拟,温度,太阳辐射,光谱,阵风,风谱
文献来源: 西安建筑科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 课题的基本目标是希望能够在实验室条件下复现沙漠地区的环境状况,进而通过环境参数的可控调节,系统的研究这类地区我们所关心的问题。本文主要针对温度环境、太阳辐射及阵风环境模拟技术进行了详细研究。 根据模拟对象的特点,在组态王软件二次开发的基础上,采用PID和PLC控制技术,实现了温度环境模拟的计算机控制。模拟试验结果表明,技术指标达到了-10℃～50℃的设计要求。同时不仅能实现恒温工况控制,还能根据温度的日变化曲线在要求的精度下(≤±0.5℃)运行。 讨论了目前国内外有关辐射模拟标准或规范基于研究对象不同而在内容和要求上存在的差异;完成了本环境模拟实验室全光谱太阳模拟器光源的选择及其设计工作,这也是国内首次利用一种新型镝灯制成的大型全光谱太阳模拟器。基于寻找使用方便、经济模拟光源的目的,本文以国家标准《太阳模拟器通用规范》(GB12637-90)和美国机械工程师协会(ASME)推荐基准为参考标准,对无膜、单膜、多膜卤钨灯及一种新型镝灯的光谱进行了研究。结果表明,由于无膜、单膜和多膜卤钨灯红外部分能量占总能量的比例过大,使用这些卤钨灯做为全光谱太阳模拟器光源是不合适的,其技术指标尚达不到规范的C级标准;镝灯的相对光谱能量分布失配误差在部分波长范围内(250nm～400nm,700nm～1000nm)满足规范的A级标准要求,在250nm-2500nm波长范围内全能满足规范B级标准的要求,因此这种新型镝灯是全光谱太阳模拟器的一种理想光源。 采用镝灯设计了尺寸为4500mm×3880mm的大型太阳模拟器,通过“梅花”状灯阵布置使该模拟器在2000mm×1500mm的有效辐照面内,在距地面高2m时,辐照度达到1000w/m~2,其辐照不均匀度、不稳定度均达到了国家《太阳模拟器通用规范》B级标准要求。 通过基于Yule—Walke方法建立的Simiu风谱的五阶自回归(AR)模型,编写了
论文目录:
1 绪论
1.1 环境的基本概念
1.2 环境模拟技术的内涵及发展
1.3 课题研究的目的、意义及主要工作内容
1.3.1 研究的目的及意义
1.3.2 环境模拟实验室概况、主要内容及本文的工作重点
参考文献
2 温度环境模拟技术
2.1 温度环境的内涵
2.1.1 温度的基本概念
2.1.2 温度环境的影响因素
2.2 室内冷热负荷计算及设备选择
2.2.1 温度环境技术指标的确定
2.2.2 环境模拟实验室维护结构的做法
2.2.3 室内冷热负荷的计算
2.2.4 各种设备的选择
2.3 环境模拟实验室自动控制系统设计
2.3.1 自控系统方案
2.3.2 系统硬件组成及功能
2.3.3 控制对象目标实现方式
2.3.4 过程控制的原理及实践
2.3.5 PLC控制程序设计
2.3.6 PID控制算法
2.3.7 人机界面的开发设计
2.4 模拟试验结果及分析
2.4.1 工作曲线的制定
2.4.2 模拟试验结果及分析
2.5 本章小节
参考文献
3 太阳辐射模拟技术
3.1 太阳辐射模拟技术基础
3.1.1 太阳辐射基本知识
3.1.2 太阳辐射的技术术语
3.1.3 太阳辐射模拟的应用
3.1.4 太阳辐射模拟方法分类
3.1.5 太阳辐射模拟技术指标确定
3.2 太阳辐射模拟的有关标准比较
3.2.1 中国国家标准GB2423.24—81
3.2.2 中国军队标准GJB150.7-86
3.2.3 美国军队标准MIL—STD—810D
3.2.4 中国国家标准GB12637-90
3.2.5 国际照明委员会(CIE)标准(68—2—5)
3.2.6 美国机械工程师协会(ASME)推荐基准
3.3 太阳模拟器光源的试验研究
3.3.1 太阳辐射模拟光源的基本知识
3.3.2 金卤灯的工作原理及光谱测试原理
3.3.3 测试用仪器与分析
3.3.4 不同卤钨灯的测试及结果分析
3.3.5 镝灯光谱相对能量分布的测量及分析
3.3.6 镝灯光谱分布特点的评价
3.4 太阳模拟器的设计
3.4.1 太阳模拟器灯阵的布置
3.4.2 灯架的制作及调节方式
3.5 太阳模拟器技术性能试验研究
3.5.1 太阳辐照度的测量方法
3.5.2 太阳模拟器辐照度的测量分析
3.5.3 模拟器辐照不均匀度的检验
3.5.4 模拟器辐照不稳定度的检验
3.6 本章小节
参考文献
4.阵风环境模拟技术
4.1 阵风的概念及特性
4.1.1 阵风的概念
4.1.2 阵风的特性及功率谱
4.2 野外阵风梯度观测试验
4.2.1 塔克拉玛干沙漠南缘观测点特征
4.2.2 测量装置及仪器
4.2.3 测量结果分析
4.3 基于MATLAB的风速信号模拟
4.3.1 MATLAB软件简介
4.3.2 自回归(AR)模型的建立及风速信号的模拟
4.4 阵风风谱模拟系统的构建
4.4.1 实验系统构成及风速测试设备
4.4.2 实验原理及控制平台的构建
4.5 阵风风谱模拟实验结果及分析
4.6 本章小结
参考文献
5 结论与建议
5.1 结论
5.2 建议
致谢
攻读博士学位期间的研究成果
发布时间: 2005-07-19
相关论文
- [1].基于LonWorks技术的变风量空调多变量解耦控制的研究[D]. 王军.西安建筑科技大学2003
- [2].高大空间多射流湍流场的大涡数值模拟研究[D]. 王汉青.湖南大学2003
- [3].居住建筑节能设计计算与评价方法研究[D]. 任俊.西安建筑科技大学2004
- [4].地源热泵系统模型与仿真[D]. 曲云霞.西安建筑科技大学2004
- [5].地板供暖设计与运行基础理论研究[D]. 刘艳峰.西安建筑科技大学2004
- [6].建筑环境性能模拟、评价和优化研究[D]. 喻李葵.湖南大学2005
- [7].变地域燃油暖风机热力性能及结构优化研究[D]. 王智伟.西安建筑科技大学2005
- [8].混凝土结构环境模拟试验技术及相关理论研究[D]. 李云峰.河海大学2005
- [9].加装长波高透过性薄膜的冷却顶板/置换通风系统实验与模拟[D]. 王晋生.同济大学2006
- [10].盾构模拟试验平台电液控制系统关键技术研究[D]. 胡国良.浙江大学2006