风热压耦合作用下的太阳能烟囱性能研究 雷勇刚.docVIP

中国工程热物理学会 传热传质学 学术会议论文 编号：风热压耦合作用下的太阳能烟囱性能研究 雷勇刚（） (Tel: 0-6111010, Email: yongganglei@) 摘要：对风压和热压耦合作用下的太阳能烟囱进行了数值模拟研究，分析了太阳能烟囱宽度、高度、室外风速、太阳能强度对其通风量的影响。研究结果表明：在风压和热压耦合作用的情况下，当太阳能辐射强度及室外风速不变时hermal Pressure and Wind Pressure LEI Yong-gang，WANG Xun， Cheng Yuan-da （College of Environmental Science and Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China） (Tel: 0351-6111010, Email: yongganglei@) Abstract：a numerical simulation is performed to study the ventilation characteristics of solar chimney driven by thermal pressure and wind pressure．The influence factors of solar chimney such as chimney width, height, velocity of outdoor wind, solar radiation intensity were analyzed. The results indicated that the mass flow rate increases with the increase of the width and height of solar chimney; the mass flow rate increases with the increase of the velocity of outdoor wind and the increasing tendency is weakened gradually; Within the range of velocity of outdoor wind and solar radiation intensity studied，thermal pressure plays a dominant role for nature ventilation and outdoor wind improve the nature ventilation. The study results could provide theory base for the design and optimization of solar chimney. Key words: thermal pressure；wind pressure；numerical simulation；solar chimney 0引言： 随着经济的快速发展和人们生活水平的提高，建筑能耗在社会总能耗中所占的比例日益增大。面对能源危机和环境污染的双重挑战，现今世界各国都在积极开发和利用可再生能源来实现建筑节能。已成为节能建筑研究中的一个热点[1]研究了风塔与太阳能烟囱结合的特性，结果表明，这种带有辅助风塔的太阳能烟囱自然通风系统，在较低的风速下通风效果改善明显。Ong[2, 3]等人建立了简单稳态数学模型，在受热墙壁处于均匀热流下的空气间隙和太阳辐射照度性能的影响进行了研究[4]使用稳态三维CFD软件对三种形式的太阳能烟囱进行了数值模拟对比研究，分析了结构参数对太阳能烟囱性能的影响。Zamora等[5]利用数值模拟的方法对风压和热压同时作用于竖直式太阳能烟囱时的情况进行了研究，研究分析了在有风压的情况下烟囱结构对通风量的影响。李安桂[6]等人通过模型实验对太阳能烟囱宽度及壁面热流密度对通风量的影响进行了研究。Du[7]等人对二层建筑中的太阳能烟囱进行了数值模拟，着重研究了结构尺寸对其性能的影响。 从目前文献可以看出，对太阳能与风能耦合作用的太阳能烟囱的研究还很缺乏，然而实际的太阳能烟囱不可避免地会受到风力的影响。鉴于此，本文采用数值模拟的方法，对热压和风压耦合作用时，不同结构参数的屋顶式太阳能烟囱的性能进行研究。 1模型的建立 1.1物理模型 物理模型如图