>> CFD于铁皮屋热传分析应用案例介绍

撰文 / 刘新宇 亚翔系统集成科技(苏州)股份有限公司 研发部

亚翔自从引进了CFD (Computational Fluid Dynamics,以下简称CFD )后，主要是使用在流场应用计算分析上，在实际案例之验证比对上，也都限于流场比较多。

本期电子报将介绍一个以CFD工具应用于热传/流场之计算案例，结合现场之量测数据，以供大家参考。

 

>> 建物结构与问题描述

建物结构与问题描述

  无尘室屋顶结构

太阳能面板 (Solar cell) 所使用之厂房，往往在成本考虑下，其所使用之建筑结构是比较简易。

本案例系一个以一般铁皮屋屋顶设计之太阳能厂，分析并比对量测与CFD计算分析之结果，其结果显示CFD之计算结果与实测值颇为接近。因此，CFD所提供之相关参考数据，将可以提供设计作参考与应用。

该无尘室屋顶结构由两层彩色钢板夹空气层(约150mm) 及岩棉构成，利用空气层起隔热作用。在一般建筑设计上是十分常被采用之方式。

          其结构如图所示：

温度量测

屋顶建成后，进行了一系列的温度测试以检验屋顶的隔热效果。

测试条件：Dry Coil未启用，仅由外气送风控制温度。

测量工具：接触式温湿度计

量测结果为：以 9月5日 AM10:00为例，温度单位为（℃）

 

>> CFD之模拟分析

  CFD之模拟分析

CFD模型

我们将实际之实体，以一比一方式，建构成CFD模型，如下图：

此中，我们令最上层彩色钢板之温度为一定值，即 47.8℃，并保持恒定。观察在 Steady state，各区域温度分布之情形 (此时，上层彩色钢板，形同一个 Heat Source)。

如此，我们就顺利将Solar radiation 之设定避开，并考虑入模型之中。

 

CFD模拟结果

温度场分布之模拟结果如下：

 模拟温度与实际量测温度比较

模拟结果与测量结果非常接近，偏差都在10%以内。

>> 结论

结论

我们针对目前Scrubber的设计方法提出我们的看法，特别是盲点处。同时，我们也提出另外一种想法，即利用K值之变化特性曲线来趋近于Scrubber之实际操作，以供大家参考。