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《基于CFD的送水泵房采暖系統(tǒng)優(yōu)化研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、建筑技術(shù)開發(fā)供熱技術(shù)第43卷第2期BuildingTechnologyDevelopmentHeatingTechnology2016年2月基于CFD的送水泵房采暖系統(tǒng)優(yōu)化研究張琪(天津市市政工程設(shè)計研究院，天津300051)【摘要]應(yīng)用CFD軟件建立了送水泵房溫度場的數(shù)學(xué)模型，通過對泵房典型的穩(wěn)態(tài)階段進(jìn)行模擬與實測，證明所建立的模型是正確的。針對散熱器的不同布置形式，通過模擬在開啟1、4、5號泵組的工況下，當(dāng)水泵機組開啟臺數(shù)較少且室外溫度過低時，散熱器布置在水泵層的方法僅能滿足地面層人員活動的溫度要求，而布置在走道層則可以滿足兩個層的人員活動要求。當(dāng)水泵電機滿負(fù)荷運行時，通過模擬計
2、算，在滿足采暖室內(nèi)設(shè)計溫度要求時，“可減少熱指標(biāo)”達(dá)到7．39W／m，節(jié)能率可達(dá)到12．85％，為此類泵房采暖系統(tǒng)的設(shè)計研究提供參考。[關(guān)鍵詞】標(biāo)準(zhǔn)k一8方程；CFD；送水泵房；采暖系統(tǒng)；節(jié)能【中圖分類號】TU832【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A【文章編號】1001—523X(2016)O2_J0069_J03OptimizationResearchofHeatingSystemforWater-pumpBasedonCFDZhangQi[Abstract】ThetemperaturefieldmathematicalmodelofWater-pumpwhichusedheatingsystemi
3、ssimulatedbyCFD．Throughthefull—scalemodelsimulationinthetypicalstationaryphaseandcontrastwiththemeasureddata，theresultsindicatethatthemodelisaccurate．Throughresearchandanalysis，andcombinedwiththeactualsituation，theradiatorsarewellarrangedinthewalkwaythanun—derground．Whenthesepumpsareonfullloado
4、peration，inCansaveenergyat7．39W／m，overallenergy-savingrateis7．0％．，alsocanprovidereferencesforthesametypeofWater-pumpforheatingstrategyinwinter~[Keywords】standardk—eequation；CFD；water-pump；heatingsystem；energy‘saving送水泵房內(nèi)散熱器的布置形式一般分為兩類：一類布置于水泵層，一類布置于檢查過道層，兩種布置方式各有優(yōu)缺點。在進(jìn)行采暖系統(tǒng)的設(shè)計時，若不考慮泵房內(nèi)工藝管道與水泵電機
5、的散熱，將造成泵房內(nèi)溫度過高，造成能源的浪費]。本文以天津市某送水泵房為研究對象，采用CFD軟件對其建模，利用驗證的數(shù)學(xué)模型對上述問題進(jìn)行模擬研究。1建立送水泵房溫度場數(shù)學(xué)模型1．1幾何條件對送水泵房建立全尺寸的物理模型，長28m，寬9m，高12．4m，其中水泵層即地面層，檢查過道高4m，工藝管道與水泵電機緊貼地面布置。為求解方便，將工藝管道與水泵電機簡化為長2．2m、寬lm、高1．4m的長方體；散熱器簡化為圖2y-z斷面網(wǎng)格長1．4m、寬0．2m、高0．8m的長方體。泵房三維示意圖如圖1。為簡化網(wǎng)格數(shù)量、提高計算速度，在6．0m高處設(shè)置通透面，式中：西為通用變量，可以代表U，v，w
6、，T等求解變量；通透面上方采用Hex結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，下方采用Tet／Hybrid非結(jié)構(gòu)r為廣義擴散系數(shù)；S6為廣義源項；P為流體密度，kg／m；化網(wǎng)格，并對散熱器和水泵電機表面進(jìn)行網(wǎng)格加密處理。如為流體的速度矢量，m／s；t為時間，s。圖2為x=12m斷面網(wǎng)格。送水泵房采暖空間內(nèi)空氣的流動屬于有限空間內(nèi)的自然對流，空氣不直接吸收輻射熱量，只能通過對流換熱來提高溫度。散熱器、工藝管道及電機表面溫度高于空氣溫度，空氣密度發(fā)生變化，從而產(chǎn)生浮升力，在浮升力作用下熱空氣上升】，為便于處理由于溫差而引起的空氣密度變化及浮升力項，本文采用不可壓縮理想流體(incompressibleidealgas
7、)模型模擬流體狀態(tài)，采用標(biāo)準(zhǔn)缸￡湍流方程描述泵房內(nèi)氣體的湍機流運動過程，此外，為提高計算精度，采用DO輻射模型計算熱輻射嗍。1．3邊界條件數(shù)值傳熱計算有三類邊界條件，本文模型中圍護結(jié)構(gòu)壁圖1泵房三維示意圖面溫度為定值，屬于第一類邊界條件；散熱器、工藝管道與1．2數(shù)學(xué)模型電機表面為常熱流密度值，為第二類邊界條件。泵房采暖室在流動與傳熱問題求解中所需求解主要變量(速度和溫內(nèi)計算溫度為10℃，設(shè)計熱負(fù)荷為14．5kW。度等)的控制方程都可以表示為一下通式圓：1．
