火墻式火炕熱性能實驗研究及傳熱模型的建立.pdf

1、中國的傳統(tǒng)火炕有千余年的歷史，火炕的搭建多依照民間的經驗完成，近年來針對火炕展開了一些理論和實地測試研究，但有關火炕的復雜傳熱過程、內部煙氣的流動、火炕運行過程的模擬等研究尚不夠深入，這不利于火炕熱工性能的分析、結構改進和對運行過程中存在問題的探究，從而影響了人們對火炕的認識與創(chuàng)新。
　　在火炕傳熱的研究中，既要考慮火炕本體的材料選擇、結構及運行方式控制對火炕熱性能的影響，又要研究炕內煙氣流動分布特性及對其本身的熱性能的影響。

2、r>　　本課題結合前人對生物質燃料放熱、火炕熱效率、火炕結構的研究，以火墻式火炕為研究主體，從基本傳熱理論出發(fā)，針對火墻式火炕的特點，通過對其多熱源聯(lián)合供熱、高溫煙氣的輻射作用和土灰層的蓄熱作用的實驗及分析，建立了基于炕面溫度分布的傳熱模型，分析了火墻式火炕的結構和材料對其熱性能的影響。所進行的具體工作如下:
　　首先，對火炕及火墻式火炕的運行過程進行了分析，建立了其運行期間所涉及的導熱、對流換熱、輻射等過程的求解方式，并著重對高

3、溫煙氣的輻射作用和土灰層的蓄熱進行了分析和實驗，得出土灰層和炕板的蓄熱量的比值最大在1∶6-1∶7之間，故土灰層的蓄熱作用不能忽略;根據測試和計算，炕洞高溫煙氣中的CO2和水蒸汽的摩爾分數至少在20％以上，故在構建火炕傳熱模型時，必須考慮炕板、高溫煙氣以及土灰層三者之間傳熱過程。
　　其次，設計和搭建了火墻式火炕實驗臺，進行了其熱性能實驗研究。通過實驗并利用本文所提出的火墻式火炕評價指標，得到了火墻式火炕系統(tǒng)及房間環(huán)境的各項熱性能

4、參數，同時分析了火墻式火炕外表面溫度的分布規(guī)律以及火炕與火墻結合時兩者之間的熱量分配關系。
　　最后，根據理論分析及實驗結果，建立了傳統(tǒng)火炕及火墻式火炕的數學模型，并通過實驗數據的對比驗證了模型的準確性。該模型可以模擬分析火炕炕面的溫度分布情況，以及火墻式火炕的多種運行工況?；谠撃Ｐ偷哪M分析，以火墻式火炕以及傳統(tǒng)火炕炕面溫度均勻為目標，提出了火炕結構和材料等方面的優(yōu)化方案。
　　綜上所述，本文從傳熱基本理論出發(fā)，最后形成