大跨度煤棚内混合对流传热特性的数值模拟研究

《大跨度煤棚内混合对流传热特性的数值模拟研究》是一篇探讨在大型煤棚内部热量传递机制的学术论文。该研究针对大跨度结构中的空气流动与热量交换过程进行了深入分析，旨在揭示煤棚内部温度分布和对流换热规律，为工业建筑的设计和优化提供理论依据。

论文首先介绍了大跨度煤棚的工程背景及其在煤炭存储和运输中的重要性。由于煤棚体积庞大，内部空间复杂，传统的实验方法难以全面捕捉其内部的热力特性。因此，作者采用数值模拟的方法，借助计算流体力学（CFD）技术，对煤棚内的空气流动和传热过程进行建模与分析。

在研究方法方面，论文构建了三维数学模型，并基于Navier-Stokes方程和能量方程建立了控制方程组。同时，考虑到煤棚内部可能存在的自然对流和强制对流现象，作者引入了湍流模型以提高模拟精度。此外，还考虑了边界条件的设定，如入口风速、出口压力以及墙体的热传导特性等，确保模型能够真实反映实际工况。

研究结果表明，大跨度煤棚内部的温度分布呈现明显的不均匀性，尤其是在顶部区域和靠近通风口的位置，温度梯度较大。这主要是由于空气流动路径的复杂性和热源分布的影响。同时，论文还发现，在不同风速条件下，对流传热系数的变化显著，说明风速是影响煤棚内部热环境的重要因素。

通过对不同工况下的模拟对比分析，作者进一步探讨了煤棚内部混合对流传热的特性。研究指出，在高温环境下，自然对流作用增强，导致热量传递效率提高；而在低温或风速较低的情况下，强制对流的作用更为显著，影响着整体的热分布模式。这些发现为煤棚内部的通风设计和热环境调控提供了科学参考。

论文还讨论了数值模拟方法的局限性，例如在处理复杂几何结构时可能出现的网格划分问题，以及某些物理参数的不确定性对结果的影响。为此，作者建议在后续研究中结合实验数据进行验证，以提高模拟结果的准确性。

此外，该研究还提出了优化煤棚热环境设计的建议。例如，通过调整通风口位置和尺寸，可以有效改善空气流动，降低局部高温区域的出现概率；同时，合理设置隔热材料也能减少热量损失，提升能源利用效率。这些措施对于降低能耗、改善工作环境具有重要意义。

总体而言，《大跨度煤棚内混合对流传热特性的数值模拟研究》是一篇具有实用价值的学术论文。它不仅深化了对大跨度建筑内部热力学行为的理解，也为相关领域的工程实践提供了理论支持和技术指导。随着工业建筑规模的不断扩大，此类研究将发挥越来越重要的作用。