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坝体通风廊道换热性能的解析及模拟研究电子书

水电站属可再生能源,50多年来,我国共修建各类水电站5万多座,其中大中型水电站230多座,还有一批超巨型、(特)大型水电站在建、待建和拟建中。水电站地下厂房的通风系统主功能是要控制厂房内的热湿环境,保证工艺设备的正常稳定运行和人员工作环境的舒适性,但厂房内湿度高、热负荷大、通风系统复杂、投资和运行费用高已成为水电站建设中一个亟待解决的问题。坝体廊道的换热效应经推广普及,不仅有利于节能降耗和环保,还有助于降低通风空调系统的初投资和运行费用,具有很大的现实意义。

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作       者:温建军

出  版  社:吉林大学出版社

出版时间:2018-09-01

字       数:4.6万

所属分类: 科技 > 工业技术 > 一般工业技术

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本书以云南景洪水电站为背景,建立了坝体通风廊道换热的物理数学模型,分析了问题的复杂性和行假设简化的必要性。利用CFD技术对各种工况行了模拟研究,利用解析方法推导了空气流经坝体廊道时热量传热的过程和主要物理量的解析式,并用MATLAB语言编制程序,求得了各种工况下空气流经坝体廊道时主要物理量的解析解。分析研究了室外空气温度、空气流速、隧道洞长、隧道横断面等因素对坝体通风廊道换热效应的影响。通过模拟解、解析解、实测数据的分析比较,表明空气经坝体通风廊道(或无压尾水洞)有显著的换热降温作用,得出空气物性变化的一般规律,阐述了热值交换的机理。*后对景洪水电站坝体通风廊道行了网络节效果分析。 本书以云南景洪水电站为背景,建立了坝体通风廊道换热的物理数学模型,分析了问题的复杂性和行假设简化的必要性。利用CFD技术对各种工况行了模拟研究,利用解析方法推导了空气流经坝体廊道时热量传热的过程和主要物理量的解析式,并用MATLAB语言编制程序,求得了各种工况下空气流经坝体廊道时主要物理量的解析解。分析研究了室外空气温度、空气流速、隧道洞长、隧道横断面等因素对坝体通风廊道换热效应的影响。通过模拟解、解析解、实测数据的分析比较,表明空气经坝体通风廊道(或无压尾水洞)有显著的换热降温作用,得出空气物性变化的一般规律,阐述了热值交换的机理。*后对景洪水电站坝体通风廊道行了网络节效果分析。
【推荐语】
水电站属可再生能源,50多年来,我国共修建各类水电站5万多座,其中大中型水电站230多座,还有一批超巨型、(特)大型水电站在建、待建和拟建中。水电站地下厂房的通风系统主功能是要控制厂房内的热湿环境,保证工艺设备的正常稳定运行和人员工作环境的舒适性,但厂房内湿度高、热负荷大、通风系统复杂、投资和运行费用高已成为水电站建设中一个亟待解决的问题。坝体廊道的换热效应经推广普及,不仅有利于节能降耗和环保,还有助于降低通风空调系统的初投资和运行费用,具有很大的现实意义。
【作者】
温建军,男,1976年生,工学博士,内蒙古科技大学能源与环境学院讲师。一直从事暖通空调的智能化应用研究、强化传热技术的机理及其应用研究、复杂流动传热问题的数值模拟研究以及新能源综合利用等工作。 读研期间,参与教育部新世纪优秀人才支持计划基金项目一项,参与国防973重大基础研究项目一项;参与完成国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目一项;参与完成陕西省国家杰出青年科学基金一项;主持及参与完成内蒙古科技大学教改课题两项;主持在研内蒙古自治区自然科学基金项目一项;主持在研内蒙古科技大学创新基金项目一项。近年在国内外重要学术期刊、会议等发表学术文章近二十篇。
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主要符号表

前 言

第1章 水电能源的飞速发展

1.1 世界化石能源面临的危机和挑战

1.2 我国能源发展面临的严峻形势和挑战

1.3 发展可再生能源、实施可持续发展的能源政策

1.3.1 可再生能源的概念及其特点

1.3.2 国内外可再生能源总的利用情况

1.4 我国水电能资源的飞速发展

第2章 景洪水电站坝体通风廊道的设计研究

2.1 景洪水电站简介

2.2 坝体通风廊道的研究现状

2.3 景洪水电站坝体通风廊道的主要研究内容

2.4 景洪水电站坝体通风廊道的研究方案

第3章 空气流经坝体通风廊道的数学描述

3.1 物理模型

3.2 基本方程组

第4章 坝体通风廊道换热性能的数值模拟研究

4.1 数值模拟简介

4.2 物理模型及网格划分

4.3 控制方程及单值性条件

4.4 坝体通风廊道温降的数值模拟结果

4.4.1 相同温度、不同流速工况下坝体通风廊道内空气温度分布情况

4.4.2 相同流速、不同温度工况下坝体通风廊道内空气温度分布情况

4.4.3 相同温度、不同流速工况下坝体通风廊道进出口温差变化的比较

4.4.4 不同洞长、不同流速工况下坝体通风廊道进出口空气温差变化的比较

4.4.5 不同气温、相同流速工况下z=1m处壁面温度分布情况

4.4.6 相同工况下横断面平均气温与z=1m处壁面温度的比较

4.5 本章小结

第5章 坝体通风廊道换热性能的解析研究

5.1 物理模型的建立

5.2 模型的假设简化

5.3 求解导热问题的解析解

5.4 坝体通风廊道温降的解析解结果

5.4.1 相同温度、不同流速工况下坝体通风廊道内空气温度分布情况

5.4.2 相同流速、不同温度工况下坝体通风廊道内空气温度分布情况

5.4.3 相同温度、不同流速工况下坝体通风廊道进出口空气温差变化之比较

5.4.4 相同流速、不同温度工况下坝体通风廊道内气温趋于壁温时洞长预测

5.4.5 相同温度、不同流速工况下坝体通风廊道内壁面温度分布情况

5.4.6 相同流速、不同温度工况下坝体通风廊道内壁面温度分布情况

5.4.7 相同流速、不同断面半径工况下坝体通风廊道内空气温度分布情况

5.4.8 相同温度、不同断面半径工况下坝体通风廊道内空气温度分布情况

5.4.9 某种工况下廊道壁体内部温度分布情况

5.5 本章小结

第6章 理论、CFD模拟与实测数据的比较

6.1 相同工况下坝体通风廊道内空气温度理论解与CFD模拟结果的比较

6.1.1 0.1m/s工况下坝体通风廊道内空气温度理论与模拟结果比较

6.1.2 0.5m/s工况下坝体通风廊道内空气温度理论与模拟结果比较

6.1.3 1m/s工况下坝体通风廊道内空气温度理论与模拟结果比较

6.1.4 2m/s工况下坝体通风廊道内空气温度理论与模拟结果比较

6.1.5 3m/s工况下坝体通风廊道内空气温度理论与模拟结果比较

6.2 相同工况下坝体通风廊道进出口空气温差理论解与CFD 模拟结果的比较

6.2.1 0℃工况下坝体通风廊道进出口空气温差理论解与模拟结果比较

6.2.2 10℃工况下坝体通风廊道进出口空气温差理论解与模拟结果比较

6.2.3 15℃工况下坝体通风廊道进出口空气温差理论解与模拟结果比较

6.2.4 20℃工况下坝体通风廊道进出口空气温差理论解与模拟结果比较

6.2.5 25℃工况下坝体通风廊道进出口空气温差理论解与模拟结果比较

6.2.6 30℃工况下坝体通风廊道进出口空气温差理论解与模拟结果比较

6.2.7 35℃工况下坝体通风廊道进出口空气温差理论解与模拟结果比较

6.3 相同工况下理论、犆犉犇模拟与实测数据的比较

6.3.1 研究对象及物理模型的建立

6.3.2 相同工况下坝体通风廊道出口气温理论、CFD模拟与实测数据的比较

6.3.3 相同工况下坝体通风廊道进出口温差理论、CFD模拟与实测数据的比较

6.4 本章小结

第7章 景洪水电站坝体通风廊道网络节点法研究

7.1 通风网络模型简介

7.2 图论的基本知识及理论

7.2.1 基本概念

7.2.2 基本理论

7.3 景洪水电站坝体通风廊道网络流程图

7.4 景洪水电站坝体通风廊道网络节点图

7.5 网络节点图中分支阻抗的计算

7.5.1 分支阻抗相关参数及公式简介

7.5.2 分支管路编号及分支阻抗计算

7.6 通风网络分析模型的求解

7.6.1 求解方法思想简介

7.6.2 回路风量法的数值解法

7.7 本章小结

第8章 结论

参考文献

附录

后 记

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