炕面温度非均一的火炕热传递模型

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1、第35卷第1期建筑热能通风空调V01．35No．12016年1月BuildingEnergy＆EnvironmentJan．2016．19～22文章编号：1003．0344(2016)O1．019．5炕面温度非均一的火炕热传递模型徐策王宗山端木琳大连理工大学建设工程学部摘要：本文通过对落地式火炕模型已有研究内容进行分析和整理，建立了火炕内部传热的基本通用数学模型，该模型计算的结果，炕面温度非均一，更符合实际火炕特点。作者首先确定了具体的火炕的物理结构模型，之后建立了的火炕传热数学模型，并通过已有的实验数据，对模型进行了验证，证明该火炕热工性能模型的可用性。关键词：火炕；温度；传热；模型The

2、HeatTransferModeofChineseKangwithaNon·uniformTemperatureXUCe，WANGZong—shan，DUANMULinFacultyofInfrastructureEngineering，DalianUniversityofTechnologyAbstract：ThisarticleanalyrzedtheexistingresearchcontentofChinesekang．Thebasicgeneralmathematicalmodelofheat仃ansferwasestablished．Throughtheresultsofthem

3、odelcalculations．anon-uniformkangsurfacetemperaturewasgottenwhichiSmoreinlinewiththeactualcharacteristicsofthekang．Atfirstthephysica1structureofthemodelwasdetermined，thenthebasicgeneralmathematicalmodelwasestablished．Throughtheexistingexperimentaldata，themodelwasverified．Itprovedthatthemathematical

4、modelisreliable．Keywords：Chinesekang；temperature；heattransfer；mathematicalmodel1现有的关于火炕模型的研究及存在问题碳、水蒸气等都属于辐射性气体。存在高温辐射性气体时，气体与固体表面间的辐射换热或固体与固体间目前一些研究人员利用计算流体力学和数值传的辐射换热比不存在辐射性气体时复杂得多，所以在热学对火炕以及炕建筑进行模拟计算与预测，主要分研究时应考虑辐射性气体的存在。最后，以往研究都为烟气流动的模拟，炕的传热过程的模拟，以及炕建假设整个炕板温度均一。这样的方法虽然对研究进行筑热动态的模拟【】-3]。了简化，但一方面

5、不能体现火炕水平表面各个部分温针对火炕的研究，有以下三个方面并不完善。首度的变化情况，另一方面炕板部分实际上由混凝土板先，在以往的研究中，多考虑炕板的蓄放热作用，而针和表面抹灰层构成，应对其分别进行传热过程分析。对落地炕中的土灰层，其蓄放热的效果对整个炕体的所以在本文的数值模拟过程中，将火炕整体平均影响，并没有相应细致的研究。而对于高密度，高比热分为9块，并考虑了炕板的分层，同时，增加了土灰的土灰层材质来说，在烟气的受热作用下，同样会吸层以及烟气换热的过程换热模块，以此为基础，进行条收较大量的热并贮存起来，进而对炕体的蓄放热性能件的简化，并开展研究。产生影响。其次，以往研究中缺少对高温烟气的

6、辐射作用的考虑，对于炕洞内的烟气来说，其中的二氧化收稿日期：2014—12—29通讯作者：端木琳(1959~)，女，博士，教授；大连理工大学综合实验四号楼228室(116024)；E-mail：duanmulin@sina．com基金项目：十二五国家科技支撑计划(2012BAJ26B031建筑热能通风空调2016年2火炕物理模型3数学模型2．1模型所参照的实体3．1烟气入口温度本研究以通用的传统形式的落地炕作为研究对模型中炉灶内烟气和炕洞内的温度采用数值拟象。落地炕长×宽×高为3m~1．8m~0．671TI，炕面板抹面合的方法进行确定嘲。层厚度为0．03m，混凝土板厚度为0．04m，火炕四周

7、墙根据已有实验数据得知，炕洞内的烟气温度和炉壁厚度为0．061TI，火炕底部为0．15m的土灰层。火炕灶内的烟气温度在不同阶段都有着一定的对应关系。内部六根立柱长、宽、高分别为0．121"11、0．12121、0．06m，首先，在燃料燃烧阶段，炉灶内烟气的温度大致是炕洞内部挡烟板长、宽、高分别为0．72m、0．06m、0．06m，进人口温度的3．3倍。那么，假设炉灶燃烧时，灶内烟气口宽、高分别为0．2m、0．