严寒地区含相变材料玻璃屋顶光热性能研究

发布时间：2018-12-10 23:43

【摘要】：本文选取石蜡类相变材料且以填充石蜡玻璃屋顶为研究对象,通过测量含石蜡玻璃围护结构透射光谱获得石蜡光学物性,然后通过实验和模拟方法分析含石蜡玻璃屋顶结构光热性能、玻璃屋顶填充石蜡前后节能效果及其影响因素,最后基于测量的大庆地区气候数据优化了含石蜡玻璃屋顶结构参数。主要的研究内容如下:1.设计了紫外分光光度计测试用恒温加热腔,通过数值模拟手段进行了腔内热环境分析。基于紫外分光光度计测量了40~80℃石蜡的透射光谱特性,通过双厚度法反演得到石蜡的光学常数,研究结果发现温度对石蜡光学常数存在一定的影响且无明显规律。2.设计了含石蜡玻璃结构光热性能实验装置,测量分析了太阳辐射强度、石蜡厚度、石蜡相变温度对含石蜡玻璃结构光热特性的影响,结果表明太阳辐射强度、石蜡厚度均对含石蜡玻璃结构光热性能影响大,但石蜡相变温度对其影响较小。3.搭建了严寒地区含石蜡玻璃屋顶室外传热实验装置,测量了大庆地区室外气候参数、玻璃内表面和实验箱内温度,分析了石蜡相变温度、石蜡层厚度和屋顶坡度对含石蜡玻璃屋顶箱体内热环境的影响,实验发现石蜡相变温度和屋顶坡度对室内温度及其峰值延迟均有一定的影响;虽然石蜡厚度对箱体内温度影响较大,但对温度延迟作用较小。4.将介质半透明辐射作为源项处理,采用凝固/融化模型处理相变传热,建立了含石蜡玻璃屋顶传热模型,基于Fluent软件模拟含石蜡玻璃结构传热特性,研究发现石蜡相变潜热、吸收系数、石蜡层厚度、太阳辐射强度对含石蜡玻璃结构传热特性的影响较大,而石蜡折射率、室外对流传热系数对其影响较小。5.将太阳能光热传输单独处理,采用显示比热容法处理相变传热,建立了含石蜡玻璃屋顶一维光热传输模型,编写了计算程序,研究了石蜡比热、相变潜热、融化温度等参数的影响,研究发现大庆地区含石蜡玻璃屋顶厚度范围推荐为:9~12 mm。本文的研究成果可为今后开发含相变材料玻璃屋顶技术,及其严寒地区工程应用提供一定的理论和数据支持。
[Abstract]:In this paper, paraffin phase change materials are selected and paraffin glass roof is used as the research object. The optical properties of paraffin wax are obtained by measuring the transmission spectrum of paraffin glass envelope. Then, the photothermal properties of paraffin glass roof structure, the energy saving effect of glass roof filled with paraffin wax and its influencing factors are analyzed by means of experiment and simulation. Finally, the structural parameters of paraffin glass roof are optimized based on the measured climate data in Daqing area. The main research contents are as follows: 1. A constant temperature heating cavity for ultraviolet spectrophotometer was designed and the thermal environment of the cavity was analyzed by means of numerical simulation. The transmission spectrum of paraffin wax at 4080 鈩，

本文编号：2371434