平房仓水膜屋面隔热系统的模拟实验研究.doc

平房仓水膜屋面隔热系统的模拟实验研究我国是一个人口大国,人均粮食量在世界上处于较低的水平。粮食是国家重要的战略资源,粮食安全与人民的生活息息相关。且粮食储藏过程中由于仓内温度过高造成大量粮食浪费。故节约粮食,发展绿色储粮技术已成为当代粮食储藏发展的必然趋势。水膜隔热法利用了水的清洁性、可循环、比热容大、隔热效果好等优势。目前利用水膜屋面对粮仓进行隔热保温的技术尚无完整的方案和具体的措施。因此利用数值模拟技术和试验探究水膜屋面保温隔热的可行性可为粮仓保温技术的发展提供新的思路。本文紧密结合河南工业大学模拟试验仓的实测数据和各类环境条件,对粮仓内粮食的温度和粮仓环境进行模拟和实测。主要研究内容有:1.基于传热学理论,利用试验仓的实时监测数据,设定边界条件,利用CFD软件对粮仓的温度场分布进行数值模拟,得出试验仓温度场和流场的变化规律。把模拟结果和实测统计数据进行对比,掌握仓内温度场的变化规律。2.利用ANSYS建立试验仓的三维立体模型,并对模型进行网格划分,通过理论计算得出水膜屋面的各类流动系数,利用ANSYS软件中的质量控制方程、动量控制方程和壁面热量传递控制方程,通过迭代计算和基于ANSYS软件模拟得到了试验仓在加循环水膜条件下温度场的变化规律。3.把实测结果和加膜与不加膜的模拟结果进行对比,研究结果表明水膜系统可以有效降低粮仓的温度,水膜中循环水可以带走大量来自太阳的辐射热。4.在控制外界环境温度、水膜材料、内部粮堆温度以及进口水温的前提下,设置不同的水流速和水膜厚度作为变量,对加不同的水膜系统的粮仓进行内外传热系统的数值模拟进行比较。并保证水膜系统有足够的保温隔热功效的前提下结合节约能源的理念对水膜系统中水的流速和水膜的厚度进行优化,使水膜系统产生的经济效益最大化。