优化集中供暖散热器毕业论文外文文献翻译Word格式文档下载.doc

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作为散热器,它比周围的空气热,此时一定数额的热量转移到空气,从而水在较低的温度下存在。

对各种可用的设计通常配备对流散热,以改善其热输出,这些设计普遍应用于国内商业、工业领域。

对于集中供暖散热器的使用

主要形式是国内的家居采暖。

尽管散热器被称为散热器,但他们中的大部分是以自然对流的形式输出的。

由于集中采暖散热器的平均表面温度一般情况下低于80℃,所以辐射传热对于总热量的传输的贡献小于自然对流换热。

由于表面温度较低,在对这种散热器的热分析中,对于辐射传热来说,在能量平衡方程中可以线性化。

在本文中,假设的主要模型,传热是传导和对流,辐射对其的影响可以被忽略。

为了测量温度分布和传热率,一种近似的数学模型被构建出来。

设计和优化这些散热器或散热器片,一般是基于两种方法,一种是为了某一特定数量的散热,尽量减少其数量或质量;

另一种是为了某一特定的数量或质量,最大限度的增大热耗散。

这里考虑的优化问题的重点是:

根据给定的散热器材料的数量和几何限制、热限制,以找到能最大限度的发挥热传递的集中采暖散热器的最佳尺寸。

2数学分析

在图1中所显示的散热器,考虑到稳定状态的条件和忽略温度在整个厚度边界层上的变化,我们可以假定温度在散热器管的中心线上的分布是一维的。

假设关于传热是传导和对流,以及可以忽略辐射对其的影响,这个结论是正确的。

那么线性数学模型即被认可。

由于平衡的条件,散热器的一部分显示在图1中已经足够了。

这表明,为了数学方便,这个问题在条款的三个领域内会被调查。

Full-size 

image 

(23K)

图1散热器示意图

对于散热器的每个部分,能量平衡方程都以以下形式给出

(1)

目前在联结点对温度和热的连续性的引用,边界条件的方程可表示为:

(2a)

θ1(L1)=θ2(0)(2b)

(2c)

(2d)

(2e)

(2f)

(3a)

(3b)

该方程给出了均衡器,

(1)表示如下:

(4)

使用著名的Dittus-Boelter的相关性,为了选定内流速,传热系数、内管都以管半径的形式表示。

hi=A(U)0.8(R)0.2(5)

在如(5)所示的系统图A里,可以计算出内部流体的热物理特性。

运用边界条件给出了均衡器:

(2a),(2b),(2c),(2d)和(2f),未知系数Cj,1和Cj,2也在表里,(4)可以粗略地计算。

3优化程序

这里的目的是最大限度地发挥传热率,为了达到散热器的体积分数和举例来校核其他的热工参数。

总传热率,即目标函数,很容易计算,应用管与管内流体之间的牛顿冷却定律,式为:

(6)

散热器的体积分数被表示为一个相同的约束。

(7)

散热器的正面尺寸,必须等于或者小于ι,由于生产技术,其正面尺寸受到限制,在图1中,以下等式约束可以写成:

(8)

为简单起见,选择δ1=δ2=δ3=δ,并应用相同的限制,给出了均衡器。

一个客观的功能与一个独立的变量散热器管半径可以被发现,R。

能最大限度地发挥功能的R的价值被认可,它通过鉴别设置的结果归于零的这种功能表示出来。

然后解决新产生的方程。

4结论

在本文中,为了集中供暖散热器的优化设计,近似解析模型已被提出。

散热器的问题,已分为三个一维的问题。

为了评估散热器内温度分布,利用散热器的边界条件和连续性,该问题已经解决了。

温度差异已被用于从散热器到环境的内部传热率中。

通过使用近似解析模型,散热器最佳尺寸与最大限度传热率的优化已经获得。

目前的优化技术,可以应用于集中采暖散热器与更复杂的几何形状。

外文文献二

ChoosingaHeatingSystem

Beforechoosingaheaterremember….

Thebestwaytoimprovethecomfortofyourhomeinwinterandspendlessonheatingistoreducetheheatlossesfromyourhome.

Beforeyoubuyaheatingsystem,werecommendthe

following:

·

insulateceilings(R3.5+),walls(R2+),andfloors(R1.5+),wherepossible;

sealoffdraughts;

useinsulatingwindowcoverings;

and

zonelivingandsleepingareas.

Formoreinformationontheabove,pleaseseeour‘KeepingYourHomeWarm’and‘CavityWall

Insulation’factsheets.Whenbuildingorrenovatingtheseimprovementseven

allowyoutobuyasmallerheatingsystem.

Buyingaheater

Thestepsbelowgiveyouasystematicapproachtoaddressingtheabovequestions.Howcomfortableyourbodyfeelsisnotonlydependentonthetemperatureinyourhome.Whenchoosingaheatingsystem,itisworthconsideringthefollowing.

Isittheappropriatesizeforthespacetobheated?

Doesithavearangeofheatsettings?

Isitthermostaticallycontrolled?

Howmuchnoisedoesitmake?

CanIzoneit?

Doesithavearadiantheatcomponent?

Howefficientisit?

Cost?

Whatareitsgreenhousegasemissions?

Howquicklywillitheatthearea?

HowfrequentlyamIgoingtouseit?

factorsthatcontributetohumancomfort.

Whatmakesusfeelwarm?

Radiantenergy:

Allmaterials,includingpeople,giveoffradiantenergy.Thehottersomethingis,themoreradiantenergyitgivesoff.Examplesofhighemittersarethesun,fires,andhotradiators.Radiantenergyistransferredbyelectromagneticwaves,whichmeansitisnotreliantonairmovement.Radiantheatworksbestwhenthepersontobeheatedisnearby.Itisnotasusefulwhenpeoplearemovingabout.About50%ofourexperienceofwintercomfortdependsontheamountofradiantenergyreachingus.

Convection/warmair:

Convectionreliesonthemovementofheatthroughgas(includingair)orliquidtotransferheatfromawarmareatoacolderarea.Beingsurroundedbywarmairmakesusfeelwarmasourrateofheatlossbyconductionandconvectionisreduced,buttoomuchconvectioncanmakeusfeeluncomfortable.

Clothing/bedding:

Surroundingthebodywithalayerofinsulatingclothingorbeddingreducestheheatlossfromaperson,increasingthecomfortlevelwithoutchangingtheenvironment.

Activitylevel:

Theamountofheatgeneratedbyapersonvarieshugelydependingonactivitylevel.Theamountofheatingneededinanofficeismuchgreaterthantheheatingrequiredinabusywarehouseorgym.

Whatmakesusfeelcold?

Movingair:

Movingairincreasestherateofevaporationapersonexperiences,whichisthemainmechanismthebodyhasforlosingheat.Evenwarmmovingair,ifclosetothebody,increasestheheatlossfromaperson.Forthisreason,heatersthatrelyonmovingair(fanheaters,centralductedsystems)shouldbelocatedtoavoidexcessiveairmovementwherepeopleareoftensittingorstanding.

Coldsurfaces:

Coldfloorsmakeforcoldfeetandcoldwalls,ceilingsandwindowsmaketherestofyoufeelcoldasyourbodyradiatesmoreheattothemthantheyradiatetoyou.Insulationandinsulatingcurtainsincreasethetemperatureofthesurroundingsurfacesandmakeyoufeelcomfortableatalowerairtemperature.

Step2:

ShouldIheatthewholehouse?

Centralheatingorzoning:

Heatingunusedareasinyourhomeisawasteofheatandmoney.Byclosingoffunusedareasandensuringyourheaterisonlyheatingtheusedareas,youwillsavemoneyandgreenhousegasemissionswhilststillbeingcomfortable.Youcandothisbyclosingdoorsaswellasclosingventsifyouhaveacentralheatingsystem.Inallbutthemostopenplanhouses,thisshouldbeachievable.

Centralheatingsystemscanbesupplementedbyhighefficiencyspaceheatingwhenonlysmall

areasofthehousearebeingused.

Thetablebelowgivesanideaofwhetheryouarelikelytogetbettervaluefromcentralorspaceheating.However,notethatcentralheatingsystemscanalsobesupplementedbyinstallingahighefficiencyspaceheaterinthemainlivingarea,tobeusedwhenwholehouseheatingisnotrequired.Ifyouare‘upgrading’fromspacetocentralheating,considerretainingtheexistingspaceheaterforthispurpose.

SpacevsCentralHeating

Heatingrequired

Systemrecommended

Onlyheatinglivingareas

Spaceheating

Livingareasandminimal

heattobedrooms

Heatingseveral

disconnectedrooms

Centralheating

Wholehouse

Centralheating

ThetendencyinCanberrainrecentyearshasbeentoinstallcentralheatingbecauseofperceivedgreatercomfort.Additionally,largeductedsystems(gasorreversecycle)areperceivedtohavehigherefficienciesthansmallerspaceheatersbecausetheirefficiencyratingignorestheverylargelossesthroughthewallsoftheductsevenbeforeanyheatreachesyouinyourrooms.Factorsthatareoftenignoredarethelargeinitialcostofacentralsystem

Applianceemissionsandrunningcosts

Heatertype

GreenhouseemissionspekWh

CostperkWhheatproduced1

SolarAirHeater

0-0.1kg

0-1.5c

2starGas(65%)

0.28kg

7.9cents

5starGas(88%)

0.20kg

5.9

ElectricHeatPump5star(COP2.02)

0.49

5.4c

ElectricHeatPump2Star(COP1.4)

0.70

7.8c

Electricolumn,Convection,etc,

0.98kg

10.9c

OffPeakElectric

7.5c

Step3:

Typesofheating

Nowthatyouhavesomeideasofcostandwhethertousecentralorspaceheating,hereisabreakdownofthemorecommontypesofheatersandheatingsystems:

STOPPRESS:

Solarairheaterstoheatyourhome.Anincreasingrangeofsolarairheaters,modular,space,andintegratedintoexistingductworkarenowavailable.Whilegenerallynotdesignedtobetheonlyheaterinthehousetheseheatersprovideverylowcost,lowemissionsheat,particularlyintheshoulderseasons.

Spaceheaters:

3.1Fluedgasheatershavegrowninsizerecentlysothatsomeofthemalmostqualifyascentralheatingunits,heatingupto150m2ofawellinsulatedhome.Theygiveoffamixtureofradiantandconvectiveheatandtheirefficienciesandcostvarywidely.Limitedductingispossibleforsomeunits.Pros:

Canbeeffective;

lowgreenhousegasemissions;

mediumcost;

radiantheat;

somehaveavisibleflame.Cons:

Efficiencyhighlydependentoninitialcost.

3.2Unfluedgasheatersaresimilartofluedunitsexceptthattheytendtobesmaller,cheaper,andhighlyefficient.Howevertheyhaveanumberofissuesthatmakethemlessattractive.

Cons:

Internalairqualityisreducedduetocombustionproducts.Thiscanexacerbaterespiratoryproblems.Watervapourproductionalsomeansthatextraventilationisnecessary,reducingeffectiveefficiencyoftheheater.NotrecommendedforCanberraconditions.

3.3Electricfanforcedheatersprovidequick,evenheatingtosmallormoderatesizedareas.

Highrunningcosts;

highcarbondioxide(CO2)emissions;

highairflowscancausecoolingandrapidheatlossinolder‘leaky’houses;

oftennoisy;

heatlosseswhenmountedinanexternalwall.

3.4Electriccolumn/radiantheatersprovideradiantheattosmallareas.

Whenturneddownverylowtheycanprovideadequatelevelsof

comfortatlowcostiftheuserisverycloset

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