国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

壁面熱輻射對車內(nèi)溫度場影響的分析

2024-01-16 12:41:40李琳睿孫曉霞王一凡康慧芳沈俊
北京理工大學(xué)學(xué)報 2024年1期
關(guān)鍵詞:熱輻射太陽輻射壁面

李琳睿,孫曉霞,王一凡,康慧芳,沈俊

(1.北京理工大學(xué) 機(jī)械與車輛學(xué)院,北京 100081;2.中國北方車輛研究所,北京 100072)

隨著經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展,汽車產(chǎn)業(yè)也蓬勃向前.汽車的大量使用對環(huán)境產(chǎn)生了有害影響.由于碳中和的迫切需要,在車輛設(shè)計中除了熱舒適性外還必須考慮能源效率[1].在高原地區(qū),高海拔和稀薄的空氣導(dǎo)致強(qiáng)烈的局部太陽輻射,而強(qiáng)烈太陽輻射和車壁輻射引起的溫度不均對車內(nèi)空氣溫度和流場產(chǎn)生一定影響,還會影響汽車部件的使用壽命,增加汽車制冷系統(tǒng)的能源消耗,影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能減排效果.因此考慮熱輻射的車內(nèi)熱環(huán)境研究對于實(shí)現(xiàn)科學(xué)的汽車熱管理、合理利用能源有著深遠(yuǎn)意義.

熱輻射是一種物體因具有溫度而輻射電磁波的現(xiàn)象.輻射傳熱(radiant heat transfer ,RHT)對熱能工程中的整體傳熱有重大影響,在電子元件熱管理、航天航空和建筑暖通等領(lǐng)域都占據(jù)十分重要的位置.前人對熱輻射相關(guān)問題進(jìn)行了諸多研究,比如RAJU等[2]研究了納米流體在熱輻射作用下通過矩形擠壓通道的強(qiáng)化傳熱問題,發(fā)現(xiàn)Ec 和Pr 對機(jī)油的傳熱有增強(qiáng)作用,并發(fā)現(xiàn)在S≠0 時熱輻射降低了流體的溫度.MEZHRAB 等[3]采用有限容積法對矩形封閉空間進(jìn)行了傳熱分析,結(jié)果顯示表面輻射使努塞爾數(shù)增大4 倍,并降低了固體表面溫度.訚耀保等[4]發(fā)現(xiàn)熱輻射對航空伺服作動器的溫度影響很大,當(dāng)某機(jī)閘溫度升了高100 °C 時,左、右兩側(cè)缸筒溫度升高約40 °C.

熱輻射的基本理論在20 世紀(jì)被廣泛研究.HOWELL 等[5]的相關(guān)理論解釋了熱輻射的相關(guān)性質(zhì)并推導(dǎo)出RHT 方程.在研究中最常用的熱輻射方法如下:蒙特卡羅法(MCM),球面近似法(PN)和離散坐標(biāo)法(DOM).在PN 方法中,輻射函數(shù)被擴(kuò)展為一系列球面諧波函數(shù),RHT 方程通過正交性轉(zhuǎn)換為簡單方程.這種方法計算成本略低,但在某些情況下可能會高估RHT 并失去準(zhǔn)確性[6].MCM 法計算負(fù)載小,可以精確處理光譜特性、非均勻介質(zhì)和各向異性色散[7],但模型的非確定性會導(dǎo)致穩(wěn)定性問題.在DOM方法中,方程沿著有限數(shù)量的方向離散化并給出非常精確的結(jié)果,但其準(zhǔn)確性在很大程度上取決于正交方案,對計算的要求很高[8].此外,MISHRA 等[9]也將格玻爾茲曼法應(yīng)用于輻射傳熱問題.

關(guān)于車內(nèi)熱環(huán)境的相關(guān)問題,前人進(jìn)行了許多研究.LEE 等[10]研究了光譜效應(yīng)對汽車溫度和流場的影響.研究結(jié)果表明,前排座椅附近的氣流發(fā)生強(qiáng)烈偏轉(zhuǎn),當(dāng)考慮光譜效應(yīng)時,透射率和反射率的光譜變化使艙內(nèi)溫度升高約3K.BEHI 等[11]提出了一種混合熱管理概念,比較了自然風(fēng)冷和強(qiáng)制風(fēng)冷技術(shù),結(jié)果顯示用于強(qiáng)制風(fēng)冷、熱管和HPC 的電池模塊的溫度均勻性分別提高了39.2%、66.5%和73.4%.何巖松等[12]模擬了瞬態(tài)環(huán)境中人體表面溫度分布,研究了機(jī)艙內(nèi)熱環(huán)境對乘員熱舒適度的影響.結(jié)果表明,人體散熱的艙內(nèi)溫度變化最小,得出人體溫度對被占用艙溫度場的影響可以忽略不計.

針對以往的研究發(fā)現(xiàn),關(guān)于汽車內(nèi)部熱環(huán)境的研究為了簡化模型和減少計算量, 大多忽略了固體壁面間的輻射,然而在高原地區(qū)海拔高、空氣稀薄、太陽輻射強(qiáng)烈,太陽的直射,散射和反射熱負(fù)荷都會帶來溫度影響[13],在此進(jìn)行研究若將壁面間輻射忽略可能會產(chǎn)生較大誤差.因此,文中以某品牌汽車為研究對象,采用數(shù)值模擬的方法建立汽車空氣流動和傳熱的模型,分析了處于高原環(huán)境的夏季工況的車室熱環(huán)境情況,考慮了熱對流,熱傳導(dǎo)和太陽輻射的影響,應(yīng)用整體求解法計算共軛傳熱問題,從瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩種情況分析了壁面熱輻射對車室內(nèi)溫度場的影響并與忽略壁面熱輻射的情況和低海拔平原情況進(jìn)行了對比.

1 模型建立

1.1 物理模型

文中運(yùn)用SOLIDWORKS 軟件對某汽車進(jìn)行1∶1建模[14],分析對象為車室內(nèi)前圍板到后圍板這一部分[15].因車體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,過分追求模型精細(xì)化會給后續(xù)計算增大難度,甚至導(dǎo)致網(wǎng)格變形和計算發(fā)散,因此對于一些尺寸較小或?qū)α鲌鲇绊懖淮蟮牟考M(jìn)行適當(dāng)簡化,艙內(nèi)凹凸面皆做平面化處理,建立如圖1所示的物理模型.此模型長2.2 m、寬1.36 m、高1.3 m,有3 個送風(fēng)口(0.07 m×0.1 m)兩個回風(fēng)口(0.12 m×0.1 m).

圖1 車輛物理模型Fig.1 Physical model of a vehicle

1.2 數(shù)學(xué)模型

為了簡化問題,對模型做出假設(shè):①不考慮汽車漏風(fēng)帶來的影響,認(rèn)為車室密封性好;②車內(nèi)外空氣是低速流動,最大流速不超過10 m/s,此時音速為340 m/s,馬赫數(shù)小于0.3,故可認(rèn)為車室內(nèi)空氣為不可壓縮流體 ,忽略黏性力做功引起的耗散熱 ;③由于車室結(jié)構(gòu)復(fù)雜使流動分離,流線彎曲程度較大,因此應(yīng)按湍流處理,采用RNG 模型,近壁面處用壁面函數(shù)法進(jìn)行處理;④車室內(nèi)空氣看作輻射透明介質(zhì).

根據(jù)上述假設(shè),車內(nèi)空氣流動和傳熱的連續(xù)性方程、動量 、k-ε方程及能量方程的通用形式表示為

式中:Γφ和Sφ分別為廣義擴(kuò)散相系數(shù)和廣義源項(xiàng);φ為通用物理變量.

FLUENT 軟件中輻射模型有5 種,因DO 模型最為綜合,考慮了散射、半透明介質(zhì)以及跟波長有關(guān)的非灰體模型,因此選用DO 模型,表達(dá)式為

2 邊界條件

計算工況地點(diǎn)設(shè)置為6 月21 日13:00 的西藏拉薩,東經(jīng)91.1°,北緯29.66°.車頭朝東,車尾朝西,天空晴朗無云.當(dāng)?shù)貧鈮簽?.065 2 MPa,海拔為3 658 m.拉薩地區(qū)地處青藏高原,空氣稀薄,對太陽輻射削弱小,一年中之中晴天居多,夏至在北半球輻照時間最長.根據(jù)國家氣象局和FLUENT 中自帶的太陽輻射計算器,并參考其他相關(guān)文獻(xiàn)[16],得到6 月21 日此時拉薩地區(qū)太陽輻射正午定量測試數(shù)據(jù).如圖2 所示.可以看到,從13:00-13:30 半個小時內(nèi)太陽輻射強(qiáng)度變化較小,太陽的直接輻射強(qiáng)度僅從881 W/m2上升至884.2 W/m2,并且汽車的材料對太陽輻射還有一定的反射作用,則此時太陽輻射強(qiáng)度的微小變化對整體換熱情況影響可忽略不計.

圖2 拉薩地區(qū)夏至正午太陽輻射變化曲線Fig.2 Solar radiation change at midsummer noon in Lhasa

車室所在流體域的進(jìn)口設(shè)置為速度入口,速度大小為1 m/s,溫度為293 K;出口為壓力出口,入口與出口的內(nèi)部輻射系數(shù)為1.0.車廂壁面按照無滑移壁面處理,車身及發(fā)動機(jī)罩設(shè)置為不透明壁面,前后擋風(fēng)玻璃設(shè)置為半透明壁面.夏季高溫,發(fā)動機(jī)罩壁面的溫度不可忽視,將其設(shè)置為恒溫?zé)徇吔鐥l件,溫度為355 K,其余壁面設(shè)置為耦合壁面;車輛各部件的物性和光學(xué)特性如表1 所示[15,17];所有壁面的內(nèi)部輻射系數(shù)為0.8;車體等不透明體的透射率為0,玻璃等半透明體的透射率為0.8.由于離散坐標(biāo)熱輻射模型(DO)能處理半透明材料和非灰體輻射,適用于所有光學(xué)厚度的場合,故選用離散坐標(biāo)熱輻射模型[18].

表1 車體主要部件物性參數(shù)及光學(xué)參數(shù)Tab.1 Physical parameters and optical parameters of main parts of a vehicle

計算太陽輻射采用射線追蹤法,計算得太陽入射光線矢量為(0.227, 0.969, 0.094),車外的太陽輻射直射強(qiáng)度為880.61 W/m2,豎直平面散射為79.80 W/m2,水平平面散射為118.00 W/m2,地面反射為97.16 W/m2.該算法將太陽輻射處理成射線,其中包含太陽方位向量和相關(guān)的輻照參變量,射線落到所指定的邊界上,通過面與面之間的遮蔽分析來確定邊界面和內(nèi)部壁面被遮擋的部分,然后計算入射太陽輻射在邊界上產(chǎn)生的熱流,并將產(chǎn)生的熱流通過能量方程中的源項(xiàng)耦合到數(shù)值計算中[18].

RNGk-ε模型修正了湍動黏度,能模擬計算分離流、二次流、射流、旋轉(zhuǎn)流等中等復(fù)雜流動,該模型能夠應(yīng)用于曲率和壓力梯度較大的旋轉(zhuǎn)流動,文中汽車車室的幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜,包含多種復(fù)雜流動,因此選擇修正了湍流黏度,精度更高,可以有效描述車室內(nèi)物理特性的RNGk-ε模型.考慮浮力作用,浮力效應(yīng)選Full,采用SIMPLE 算法,壓力項(xiàng)采用二階離散格式,其他項(xiàng)采用二階迎風(fēng)離散格式,松弛因子保持默認(rèn),重力加速度取9.81 m/s2.當(dāng)能量方程殘差小于10-6,其他方程殘差小于10-3時,認(rèn)為計算收斂.

3 模型驗(yàn)證

3.1 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證

為了排除網(wǎng)格數(shù)量對計算結(jié)果的影響,現(xiàn)選取5 套數(shù)量不同的網(wǎng)格代入進(jìn)行驗(yàn)證,在保證網(wǎng)格正交質(zhì)量的最小值大于0.13 的條件下生成1 401 397、1 667 426、1 803 735、2 030 248、22 470 145 套網(wǎng)格.觀察不同數(shù)量的網(wǎng)格在線(x=0.7,y=0.75,z=0~1.35)上的溫度分布情況.從圖3 可以看出,5 種網(wǎng)格溫度差距不大,不同網(wǎng)格間最大溫差為2.17 K,并且140萬,166 萬的網(wǎng)格與其他有明顯差距,而剩下的3 套網(wǎng)格差距微小,其中180 萬和203 萬的網(wǎng)格基本一致,224 萬的網(wǎng)格有細(xì)微差別但誤差仍在5%以內(nèi).這說明當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量在180~224 萬時,數(shù)值模型受網(wǎng)格數(shù)量影響較小,因此為了方便計算選擇數(shù)量為1 803 735的網(wǎng)格.

圖3 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證Fig.3 Grid size independence analysis

3.2 DO 模型驗(yàn)證

在本次數(shù)值模擬過程中選取了DO 模型進(jìn)行仿真分析.為了驗(yàn)證此模型的有效性,從文獻(xiàn)中選取了3 次域的測試問題來對DO 模型進(jìn)行驗(yàn)證.測試是在SAKAMI 等[19]在密閉熔爐外殼內(nèi)進(jìn)行的,使用了基于指數(shù)空間離散化的新算法.熔爐的幾何形狀為平行六面體,其中Lx=Ly=2 m,Lz=4 m,物理模型如圖4所示.爐內(nèi)的氣體具有q=5 k W/m3體積熱源,吸收系數(shù)κ=0.5 /m.其具體邊界條件如下:在z=0 處,T=1 200 K ,ε=0.85;在z=Lz處,T=400 K ,ε=0.70;在其他表面,T=900 K,ε=0.70.

圖4 熔爐物理模型Fig.4 Physical model of the furnace enclosure.

當(dāng)y=1 m 時不同z位置處的氣體溫度分布如圖5所示,將其與SAKAMI[19]、LARI[20]工作方法和區(qū)域方法獲得的結(jié)果進(jìn)行了比較.可以看出,DO 模型的測試結(jié)果與文獻(xiàn)中的其他結(jié)果很好地吻合.因此選用DO 模型進(jìn)行仿真模擬是可靠有效的.

圖5 y=1 m 處不同z 值下空氣的溫度分布Fig.5 Temperature distribution of difeerent z medium at y=1 m

4 結(jié)果與分析

4.1 穩(wěn)態(tài)情況

本節(jié)對是否考慮壁面輻射的車內(nèi)溫度情況進(jìn)行研究, 如圖6 所示.圖6(a)中車室內(nèi)大部分區(qū)域處于303~311 K 之間,車內(nèi)整體空氣平均溫度為308.9 K,而圖6(b)大部分氣溫是處于308~315 K 之間,車內(nèi)整體空氣平均溫度為317.83 K 的車內(nèi)空氣平均溫度比圖6(b)的低8.93 K.兩者進(jìn)風(fēng)口處溫度都在294 K,此區(qū)域處于強(qiáng)制對流區(qū),因此忽略輻射換熱的影響不會產(chǎn)生較大影響.但圖6(a)中最高溫在發(fā)動機(jī)罩和車頂處有346.8 K,圖6(b)最高溫出現(xiàn)在車頂,此時處于中午太陽輻射達(dá)到最大值并且直射到車頂,車頂溫度最高可達(dá)411 K.

圖6 z=0.68 m 車內(nèi)溫度分布云圖Fig.6 Temperature distribution inside vehicle at z=0.68 m

此外可以看到兩張圖中后排溫度低,這是因?yàn)楫?dāng)空氣進(jìn)入車室內(nèi)后會從前排座椅旁的空間流過并被后排座椅阻擋,此部分產(chǎn)生大量的二次流,而這二次流在后排座椅處經(jīng)過能量交換會再流動至前座,即造成了后座比前座溫度低的現(xiàn)象,其中考慮壁面輻射時汽車的前后座溫度相差7 K 左右,而不考慮壁面輻射的前座比后座平均溫度高出12 K;并且從整體來看,考慮壁面輻射情況的前后座溫度明顯低于不考慮壁面輻射.

車體固件溫度分布如圖7 和圖8 所示.從圖7 看到考慮壁面輻射影響時的座椅溫度較低,維持在311~319 K,而不考慮壁面輻射換熱的座椅溫度在331~349 K.座椅溫度都是從上到下依次減小,這是由于座椅上部受到車頂高溫的影響,加之座椅的材質(zhì)為皮革,比熱容較大,因此造成了上部高溫的情況.圖8 為車身的表面溫度,兩種情況下最高溫都在車頂,但車頂溫度相差65 K.并且圖8(a)中車身側(cè)面的溫度明顯降低,車身相差17 K.而從整體來看,考慮壁面間輻射的情況溫度更低,這說明壁面輻射有散熱影響.

圖7 前排座椅表面溫度分布云圖Fig.7 Surface temperature distribution of front seats

圖8 車身表面溫度分布云圖Fig.8 Surface temperature distribution of vehicle body

汽車所受的壁面熱流密度如表2 所示,車體部件受太陽照射后升溫,說明車輛主要熱量來源為太陽輻射和發(fā)動機(jī)罩的熱傳導(dǎo),對于車身來說,輻射換熱熱流占車身總換熱熱流的41.16%,車身主要通過傳導(dǎo)和對流散熱.車頂雖然溫度高,但車身面積大,此處的空氣流速度大,相應(yīng)的對流換熱強(qiáng)度就大;前玻璃總體傳熱中的輻射傳熱的占比為23.59%;后玻璃總體傳熱量中的輻射傳熱的占比為35.94%,因此前后玻璃也是以對流換熱為主;發(fā)動機(jī)罩的輻射占比為29.91%,椅子的占比為61.96%.雖然這些部件的輻射換熱多數(shù)未在各自的整體換熱中占據(jù)主導(dǎo)地位,但對總體換熱仍然有著較大的影響.

表2 面平均熱流密度Tab.2 Average surface heat flow density

4.2 瞬態(tài)情況

考慮到真實(shí)環(huán)境屬于動態(tài)變化的,因此進(jìn)行了瞬態(tài)分析.無壁面輻射影響時汽車在30 min 時的溫度變化如圖9 所示,座椅腿部因有發(fā)動機(jī)罩的影響并且此處遠(yuǎn)離進(jìn)風(fēng)口,因此底部先升溫.整體表面溫度變化較為明顯,車頂變化最劇烈30 min 內(nèi)溫度上升到344 K.而此時由于太陽照射的影響,車內(nèi)熱空氣隨浮力作用上升,碰壁后產(chǎn)生渦旋,使車內(nèi)空氣從上到下溫度分層更加明顯,可以看到靠近車頂、前玻璃及發(fā)動機(jī)罩處的溫度更高,車廂前部及靠近壁面處溫度比后部高5~8 K,車內(nèi)平均溫度也從297 K上升到311 K.

圖9 車輛30 min 內(nèi)的溫度變化(不考慮壁面間輻射)Fig.9 Temperature change of vehicle within 30 minutes (regardless of inter-wall radiation).

圖10 是考慮壁面輻射時30 min 汽車的溫度變化情況.可以看出由于壁面輻射的影響,溫升小于之前無壁面輻射影響的情況,此時車頂溫度僅從300 K 升到334 K 左右.車內(nèi)溫度雖然也是靠近發(fā)動機(jī)罩、前擋風(fēng)玻璃和車頂?shù)纳愿?,但總體平均溫度較低僅有303 K.并且可以看到前排座椅附近溫度較低,形成了比周圍空氣溫度低的冷空氣堆積,其主要原因是由于前排送風(fēng)的氣流有一部分被前排座椅抵擋,而另一部分通過座椅和車身內(nèi)壁面的間隙進(jìn)入后排區(qū)域與后排靠椅碰撞形成渦旋,加速了與周圍空氣的換熱.

將圖10 的變化整理成溫度曲線圖如圖11 所示,可以看出車體固件在照射30 min 后平均溫度能達(dá)到321 K,座椅因?yàn)楸葻崛荽螅瑴厣徛忠驗(yàn)橛羞M(jìn)風(fēng)口冷空氣的影響,最高只有298.4 K,車內(nèi)空氣平均溫度在前十分鐘內(nèi)變化劇烈,之后升溫漸漸放緩,處于緩慢上升的趨勢,在30 min 時達(dá)到303 K.

圖11 車輛 30 分鐘內(nèi)的溫度變化(考慮壁面間輻射)Fig.11 Graph of vehicle temperature change over 30 minutes (inter-wall radiation)

圖12 為30 min 內(nèi)汽車部件上的總傳熱速率和輻射傳熱速率變化曲線圖,圖12(a)中車輛受太陽照射溫度升高,車身、座椅和前后玻璃的總傳熱速率為正值,說明處于吸熱狀態(tài).發(fā)動機(jī)罩的傳熱速率雖為正值,但數(shù)值上先減小后又小幅度增加.這是因?yàn)榘l(fā)動機(jī)罩的初始溫度很高,隨著對流換熱及輻射的散熱作用而溫度降低,而隨著太陽輻射作用對汽車持續(xù)加熱,發(fā)動機(jī)罩又開始逐漸升溫.

圖12 車輛30 min 內(nèi)傳熱速率(考慮壁面間輻射)Fig.12 Heat transfer rate of the vehicle within 30 minutes (taking into account inter-wall radiation)

圖12(b)顯示了輻射傳熱速率的變化情況.觀察輻射傳熱速率的變化可以發(fā)現(xiàn),輻射傳熱速率與總傳熱速率大致在一個數(shù)量級.并且玻璃和車體部件的輻射傳熱速率都是逐漸增大的,對于車身來說,在前15 min 輻射傳熱主要起散熱作用,在15 min 后主要起吸熱作用,但對于發(fā)動機(jī)罩來說,輻射傳熱速率一直為負(fù),輻射起到散熱作用.所以在換熱過程中壁面輻射換熱雖然占比不大,但有一定作用,需要在計算中考慮.

4.3 平原情況

為了進(jìn)一步研究熱輻射對高原地區(qū)汽車內(nèi)熱環(huán)境的重要性,選取平原情況與高原情況進(jìn)行對比.計算工況地點(diǎn)設(shè)置為6 月21 日13:00 的河南鄭州,東經(jīng)113.42°,北緯34.44°.當(dāng)?shù)貧鈮涸O(shè)置為101 325 Pa,海拔為104 m,大氣密度設(shè)置為1.293 kg/m3,其他邊界條件設(shè)置保持不變.

圖13 顯示了車內(nèi)外的溫度分布圖,圖13(a)是平原條件下的溫度分布圖,圖13(b)顯示的是高原加壓(操作壓力改為78 426 Pa[21], 根據(jù)大氣密度、氣壓與海拔的關(guān)系,此時空氣密度為1.051 kg/m3)情況下車內(nèi)外的溫度分布.將其與圖7(a)進(jìn)行對比可以發(fā)現(xiàn),平原地區(qū)和高原加壓地區(qū)的溫度相似,都集中在302~308 K 之間;而高原地區(qū)的溫度303~311K 之間.觀察進(jìn)風(fēng)口處的冷流溫度可以發(fā)現(xiàn)隨著大氣壓力、大氣密度的降低,高原地區(qū)冷流送風(fēng)距離較近,能量衰減較快,而平原區(qū)衰減最慢,高原增壓的冷流送風(fēng)情況位于兩者之間.

圖13 車內(nèi)外的溫度分布圖Fig.13 Temperature distribution inside and outside the vehicle

平原地區(qū)汽車所受的壁面熱流密度如表3 所示,對于車身來說,輻射熱流占總換熱熱流的39.5%,前玻璃的輻射換熱占總體的22.8%.后玻璃占38.0%,發(fā)動機(jī)罩的34.2%,椅子58.4%.可以看出這些輻射換熱對總體換熱有著較大的影響,但所占比例多數(shù)都低于高原工況.可以得出輻射換熱在平原和高原情況下都是一種重要的換熱形式,在高原地區(qū)的影響更為重要.

表3 平原地區(qū)面平均熱流密度Tab.3 Average heat flux density in plain area

5 結(jié) 論

文中針對高原地區(qū)夏季條件下的車內(nèi)熱輻射問題,建立了汽車空氣流動和傳熱模型.應(yīng)用數(shù)值模擬的方法計算共軛傳熱問題,考慮了熱對流,熱傳導(dǎo)和太陽輻射的影響.從穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩個角度模擬得到車內(nèi)熱環(huán)境情況,著重討論了車內(nèi)熱輻射對整車溫度場的影響,得到如下結(jié)論:

①當(dāng)流場分布不均勻, 許多區(qū)域氣流流速很低,對流換熱強(qiáng)度低時,固體壁面的輻射換熱成為一種重要換熱形式,為此需要考慮輻射換熱.

②輻射傳熱影響整體傳熱.表面輻射傳熱與物體的表面發(fā)射率、面積和表面溫度有關(guān).在穩(wěn)態(tài)計算中考慮座椅材料時,車身、前擋風(fēng)玻璃、后擋風(fēng)玻璃、發(fā)動機(jī)罩和座椅等各部件的各自總傳熱中的輻射傳熱的占比分別為41.16%、23.59%、35.94%、29.91%和61.96%.

③由于輻射散熱的作用,考慮壁面輻射時的平均溫度較低.有壁面輻射的車身表面溫度比不考慮輻射的情況低17K;對于車室內(nèi)整體空氣的平均溫度來說,有壁面輻射的低8.93K.

④與平原地區(qū)相比,高原地區(qū)空氣稀薄,空氣導(dǎo)熱和對流換熱降低,而輻射換熱的影響進(jìn)一步增加,由此可得在進(jìn)行相關(guān)汽車內(nèi)熱環(huán)境研究時,為研究結(jié)果更加準(zhǔn)確、符合實(shí)際,需要考慮壁面輻射的影響.

猜你喜歡
熱輻射太陽輻射壁面
天津大學(xué)的熱輻射催化乙烷脫氫制乙烯研究獲進(jìn)展
二維有限長度柔性壁面上T-S波演化的數(shù)值研究
邯鄲太陽輻射時空分布特征
熱輻射的危害
水上消防(2020年5期)2020-12-14 07:16:26
不同水系統(tǒng)阻隔熱輻射研究進(jìn)展
基于PCA 的太陽輻射觀測算法研究
太陽輻射作用下鋼筒倉結(jié)構(gòu)溫度場分析研究
壁面溫度對微型內(nèi)燃機(jī)燃燒特性的影響
洛陽地區(qū)太陽輻射變化特征及影響因子分析
河南科技(2015年11期)2015-03-11 16:25:00
顆粒—壁面碰撞建模與數(shù)據(jù)處理
柏乡县| 梁河县| 正宁县| 城市| 礼泉县| 康马县| 汝州市| 大安市| 澄迈县| 辽宁省| 兴宁市| 青浦区| 惠东县| 哈密市| 博野县| 三明市| 汉寿县| 龙门县| 营山县| 靖远县| 穆棱市| 当涂县| 铁岭市| 尉犁县| 平乐县| 舒城县| 青龙| 柳江县| 三门县| 凌海市| 雅江县| 盐山县| 邓州市| 昭苏县| 建德市| 都昌县| 贵定县| 阿克陶县| 蒙山县| 沈丘县| 梁山县|