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基于Aspen Plus对污水处理厂污泥干化焚烧的热工模拟与优化

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给水排水 2023年第7期49卷 22-28页

作者：段妮娜谭学军张辰上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

污泥焚烧在我国得到越来越多的工程化应用。焚烧前通常热干化预处理,焚烧烟气余热用于预热燃烧空气、产生蒸汽补充干化单元的热能消耗,不足部分采用外源热能。干化、焚烧、余热利用三个单元互相影响、联系紧密,系统分析三大关联单元重... 详细信息

污泥焚烧在我国得到越来越多的工程化应用。焚烧前通常热干化预处理,焚烧烟气余热用于预热燃烧空气、产生蒸汽补充干化单元的热能消耗,不足部分采用外源热能。干化、焚烧、余热利用三个单元互相影响、联系紧密,系统分析三大关联单元重要参数间的交互影响规律是最大化降低系统能耗的必要前提。探索采用Aspen Plus软件构建污泥干化焚烧的工艺模型,并通过多要素的关联分析进行热工设计的能量优化配置。模拟过程以“焚烧温度870℃”为模型运行约束条件,以“入炉含水率最高”和“外源蒸汽需求量最低”为模型运行的优化目标,通过系统内置的灵敏性分析揭示了“一次风温”,“干化热损失”和“污泥热值”对优化目标参数的交互影响规律,并考察了过量空气系数的影响。基于模拟分析结果对污泥干化焚烧工艺设计、关键设备设计选型及工艺运行提出建议。

关键词：污水处理厂污泥干化焚烧热工模拟

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混凝土构件早期热工模拟及裂缝分析和控制

工程质量 2017年第4期35卷 52-59页

作者：周胜军 ZCCPL 三峡大学湖北宜昌443002

本研究的目的是分析早期混凝土在各种约束下裂缝产生的机理并找到控制这些裂缝的有效方法和具体措施。通过理论分析及工程实践经验总结,揭示了在各种约束条件下热裂缝发生的基本原理及其控制措施。裂缝控制最有效和可靠的方法是进行混... 详细信息

本研究的目的是分析早期混凝土在各种约束下裂缝产生的机理并找到控制这些裂缝的有效方法和具体措施。通过理论分析及工程实践经验总结,揭示了在各种约束条件下热裂缝发生的基本原理及其控制措施。裂缝控制最有效和可靠的方法是进行混凝土早期热模拟及裂缝分析。介绍了热模拟的原理和方法、约束评估的基本公式及约束下的热裂缝风险的判断,以及裂缝宽度的预测。最后通过3个典型实际工程项目分析结果,发现了采用热工模拟及裂缝分析方法可以可靠地预测和控制混凝土温度及裂缝风险。

关键词：混凝土裂缝热工模拟约束裂缝分析

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杭州住宅建筑用电量调查及意义分析

建筑科学 2008年第10期24卷 28-32页

作者：方贤峰卢玫珺欧阳金龙浙江工业大学建工学院浙江杭州310014 华北水利水电学院郑州450011 浙江科技学院建工学院浙江杭州310023

目前,国内绝大多数建筑节能的研究都是基于理论公式或软件热工模拟。由于理论研究和实际情况存在很大差别,最好将理论或模拟的研究结果与实际住宅建筑的用电量相结合。本文首先以杭州市3栋不同时期的住宅楼作为调查研究对象,于2007~200... 详细信息

目前,国内绝大多数建筑节能的研究都是基于理论公式或软件热工模拟。由于理论研究和实际情况存在很大差别,最好将理论或模拟的研究结果与实际住宅建筑的用电量相结合。本文首先以杭州市3栋不同时期的住宅楼作为调查研究对象,于2007~2008年进行了为期1年的实际月用电量调查;然后,根据杭州市天气特点,分类并计算出实际采暖制冷用电量;最后,通过对调查结果和相关建筑标准及理论或模拟研究结果进行比较,发现仅仅根据理论公式或热工模拟得出的结果夸大了节能措施或技术的节能效果,不能起到指导建筑节能工作发展的作用,应该采用理论结合实际的方法来研究建筑节能的作用和意义。

关键词：建筑节能理论公式热工模拟调查实际采暖制冷用电量

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建筑活墙太阳辐射模型的建立与验证

建筑活墙太阳辐射模型的建立与验证

作者：丁庆华中科技大学

学位级别：硕士

活墙是一种新类型的垂直绿化,可以缓解城市化进程中绿化率急剧减少带来的种种生态环境问题,同时作为建筑围护结构的一部分在建筑节能中表现出色。活墙中的植物生长状态随外界环境改变而不同,其热工指标呈动态变化难以计算。为了推动建... 详细信息

活墙是一种新类型的垂直绿化,可以缓解城市化进程中绿化率急剧减少带来的种种生态环境问题,同时作为建筑围护结构的一部分在建筑节能中表现出色。活墙中的植物生长状态随外界环境改变而不同,其热工指标呈动态变化难以计算。为了推动建筑活墙发展,需研究太阳辐射对活墙的作用机理。本文首先分析了活墙能量传输过程,将太阳辐射对活墙作用机理作为核心内容,以建筑学与植物学交叉学科的角度出发,从两个方面进行分析,一是太阳辐射对垂直墙面的照射情况,二是当植物垂直于墙面时植物冠层空间分布情况,综合得出活墙植物截取太阳辐射能力,建立活墙太阳辐射模型。模型计算了基于垂直面的植物冠层透射率,描述了太阳辐射到达活墙基质外表面的能量情况,明确了活墙传热计算中最具有不确定性的外边界条件。然后以武汉市某活墙实验房为对象进行了实验验证,检验模型的精确性,同时测量了该实验房在冬季南向活墙的热工性能。实验结果显示,实测数据与模拟数据吻合,活墙太阳辐射模型具有较高的精确性,并得到以下结论:(1)对于建筑活墙,太阳入射光线与墙面夹角小于90°时表示活墙有太阳直射光照射,随着入射角的增加,冠层消光系数增大,直射光透射率减小,散射光透射率增加。(2)活墙太阳辐射透射率与活墙植物物理参数相关,活墙植物叶倾角x的越大,透射率越高;叶倾角x越小,透射率越低。活墙植物叶面积指数增加,透射率减小;反之,叶面积指数减小,透射率增加。(3)对于叶面积指数为0.35,叶倾角x为2的不同朝向活墙:南向活墙在夏季透射率为0.44,可以阻挡较多的太阳辐射,利于建筑隔热降温;冬季透射率增大为0.55,可以透射较多的太阳辐射,利于建筑吸热。东、西向活墙在夏季及冬季辐射透射率均在0.3左右,北向活墙在0.09左右。南向活墙满足建筑对太阳辐射的需求。

关键词：活墙垂直绿化太阳辐射实测热工模拟

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基于湖南气候的铝合金推拉窗性能改进研究

基于湖南气候的铝合金推拉窗性能改进研究

作者：陈进良湖南大学

学位级别：硕士

随着各地节能标准的不断提高,对外窗的节能要求也愈加严格。传统推拉窗由于气密性差和热工性能差等原因,已被某些地区限制甚至禁止使用。然而推拉窗有着开启方便、视野开阔、不占用室内空间等诸多优点,深受人们喜爱,被广泛的运用于各种... 详细信息

随着各地节能标准的不断提高,对外窗的节能要求也愈加严格。传统推拉窗由于气密性差和热工性能差等原因,已被某些地区限制甚至禁止使用。然而推拉窗有着开启方便、视野开阔、不占用室内空间等诸多优点,深受人们喜爱,被广泛的运用于各种建筑中。限制甚至禁止其使用的做法其实并不可取,因此,为了使推拉窗免于被淘汰,使其满足现阶段节能标准要求乃至未来更高层次要求的研究变得愈加迫切。然而目前国内对于推拉窗的研究相对较少,技术体系不完善,对于高性能推拉窗的设计与研究具有非常现实的意义。本文首先梳理了目前国内外推拉窗的研究现状,随后对湖南地区的门窗厂商以及居住类型建筑进行了外窗的现状调研分析,总结了其存在的问题。此后使用DeST专业能耗软件对调研案例进行模拟分析,依据湖南省65%节能设计标准对其模拟结果进行评价,通过模拟结果的对比分析,确定了推拉窗的研究方向,明确了研究的重点和难点,分析总结出了基于湖南气候的铝合金推拉窗性能改进研究的一般思路。在此思路的指导下,对案例推拉窗进行节能设计优化,通过运用热工模拟软件THERM以及WINDOW对案例铝合金推拉窗进行优化前后的模拟对比分析,总结出了一套基于湖南气候的铝合金推拉窗性能改进的设计要点。最后提出了一种基于湖南气候的铝合金推拉窗性能的改进方案,同时对该方案进行模拟验证,结果表明其效果符合预期。最终结论如下:通过合理的技术手段对案例传统推拉窗的优化设计,可以满足国家及湖南地区对推拉窗的节能设计要求;通过改进推拉窗闭合构造设计,同时采用密封条取代传统毛条的方式,有效的改善了推拉窗的气密性;通过改进推拉窗封盖板的材质及构造形式,同时优化了窗扇间的契合方式,既提高了其气密性又使得其传热系数值有了明显的降低;再者,热工性能的提升还可以通过改善其断面结构,减少传导传热量来实现。

关键词：节能推拉窗气密性传热系数热工模拟

辅助太阳能采暖技术的北京北部被动式农房正房设计研究

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辅助太阳能采暖技术的北京北部被动式农房正房设计研究

作者：唐羽洁北京工业大学

学位级别：硕士

北京市整个辖区中北部有大量山区,其中有大量农村住宅。在冬季,由于场地分散、管道设施经济因素等原因,大部分山区农村住宅难以采用市政供暖,而单独供暖的成本对于农村住户来说是一笔不小的开支。意在通过建筑设计,取一个适用于北京市... 详细信息

北京市整个辖区中北部有大量山区,其中有大量农村住宅。在冬季,由于场地分散、管道设施经济因素等原因,大部分山区农村住宅难以采用市政供暖,而单独供暖的成本对于农村住户来说是一笔不小的开支。意在通过建筑设计,取一个适用于北京市北部地区的辅助太阳能采暖的被动式农村住宅基本模型,解决冬季农村住房供暖问题。对国内外的农村被动式采暖技术研究现状文献进行文献综述比对。分析传统建筑形式的被动式采暖措施,在尊重传统的北京北部地区的建筑形式前提下,进行使用于被动式住宅的辅助太阳能采暖设计。根据现状人均房屋面积统计数据控制房屋的面积、高度等,以此控制变量。用Design Builder建筑模拟软件,模拟房屋长宽比、窗墙比、阳光房大小、建筑保温材料选择等不同条件下的耗能情况。经每个步骤的横向模拟对比,进行太阳能被动式农村房屋模拟设计。从建筑单体总布局、单体设计、蓄热设施等方面出发,提出太阳能被动式设计策略。用稳态热平衡的前提下,模拟分析直接受益式、蓄热墙式和附加阳光间式这三种已知的被动太阳能采暖方式在北京北部地区的最佳应用形式,并比较得出适用于北京北部地区农村住宅的最佳模型。以延庆地区为典型地区选址,进行被动式太阳能设计。最后用能耗软件对设计方案进行模拟,后与传统住宅对比,验证被动式太阳能设计在北京北部地区的可实施性。利用辅助太阳能设计,优化北京北部地区的农村民居冬季采暖结构,利用太阳能这一清洁能源降低传统能源消耗,减少采暖费用,提高室内的舒适性。从而缓解能源消耗速度过快的问题,从根本上降低北京冬季因房屋采暖带来的污染问题。

关键词：北京北部地区农村住宅被动式太阳能采暖热工模拟

寒冷地区超低能耗居住建筑外墙保温体系设计研究

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寒冷地区超低能耗居住建筑外墙保温体系设计研究

作者：解文强北京交通大学

学位级别：硕士

由于中国城镇化迅速发展、民用建筑总量持续增长、人民生活水平不断提高,建筑能耗和碳排放量在社会总能耗和总碳排放量中所占的比例目前仍呈持续增长趋势。尤其是寒冷地区冬季较长,且寒冷干燥,冬季采暖期长达4个到6个月之久,进而由采暖... 详细信息

由于中国城镇化迅速发展、民用建筑总量持续增长、人民生活水平不断提高,建筑能耗和碳排放量在社会总能耗和总碳排放量中所占的比例目前仍呈持续增长趋势。尤其是寒冷地区冬季较长,且寒冷干燥,冬季采暖期长达4个到6个月之久,进而由采暖需求带来的巨大的能源消耗。因此发展超低能耗居住建筑对我国建筑节能事业的发展有重要的意义。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中进一步强调了应对气候变化的重要性,明确指出要“深入推进工业、建筑、交通等领域低碳转型”以支撑2030年前达到碳排放峰值,并努力争取2060年前实现碳中和的双碳目标,这是我国向世界做出的庄严承诺。超低能耗居住建筑做为建筑行业实现双碳目标手段,在世界各国越来越收到重视。本文通过调研和数值模拟分析的方法开展研究工作。首先对调研中发现的超低能耗建筑外围护结构中热工损失大,最容易忽略也是最难进行热工计算的关键部位进行模拟优化设计,并采用二位稳态有限元计算软件Flixo对优化后的节点部位进行热桥线传热系数模拟,作为确定外墙整体热工性能即平均传热系数和结露风险的依据,进而作为建筑能耗模拟的技术参数依据。其次采用能耗计算软件PHPP模拟采用不同外墙保温系统、在其他条件一致时的建筑供暖耗热量和制冷耗冷量,进行热工性能最优化对比分析,归纳总结出寒冷地区超低能耗居住建筑的最适宜外墙保温体系。通过上述模拟分析,得出寒冷地区超低能耗建筑适用的外墙保温体系及其具有可操作性的热工性能优化方法,为寒冷地区各地方省市出台外墙保温相关政策提供技术依据。本文研究成果也会对外墙保温行业发展具有很好的引导作用,将促进行业有序、健康的发展。同时,通过能耗模拟验证超低能耗目标的达成,在验证本文策略可行性的同时,为寒冷地区超低能耗居住建筑外保温体系设计提供参考,也是为进一步降低建筑运行能耗和建造能耗、为实现“碳达峰、碳中和”目标贡献智慧和力量。

关键词：寒冷地区超低能耗建筑外墙保温热工模拟能耗模拟

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注重细节设计提升幕墙节能效果

中国建筑装饰装修 2017年第6期 118-123页

作者：杜东新胡恒浙江建工幕墙装饰有限公司

能耗高的玻璃幕墙,不仅影响居住及使用的舒适度,而且运营及维护成本大幅度增加,与现行的规范要求想背离,虽然大量的节能技术手段在使用,例如:LOW-E中空玻璃、断桥型材的使用,但实际使用效果远未达到理论计算的要求,尤其当层间采用单层... 详细信息

能耗高的玻璃幕墙,不仅影响居住及使用的舒适度,而且运营及维护成本大幅度增加,与现行的规范要求想背离,虽然大量的节能技术手段在使用,例如:LOW-E中空玻璃、断桥型材的使用,但实际使用效果远未达到理论计算的要求,尤其当层间采用单层玻璃时,对热量的阻隔成为重点及难点,本文对已有项目问题进行分析研究,为同业者进行相关设计时提供参考。

关键词：传热系数玻璃幕墙层间玻璃节能热工模拟

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秸秆生态复合墙体热工性能试验研究

四川建筑科学研究 2020年第1期46卷 83-88页

作者：褚逸凡刘凡丁晓燕苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215000 苏州工业职业技术学院建筑工程与艺术设计系江苏苏州215000

为了研究秸秆生态复合墙体的热工性能,在力学试验保障墙体受力性能的前提下,选择合适的秸秆掺入比例制作了秸秆生态复合墙体。热工性能检测方面采用目前比较成熟的标定热箱检测法并用得到的数据与ABAQUS热工模拟数据进行了对比分析,由... 详细信息

为了研究秸秆生态复合墙体的热工性能,在力学试验保障墙体受力性能的前提下,选择合适的秸秆掺入比例制作了秸秆生态复合墙体。热工性能检测方面采用目前比较成熟的标定热箱检测法并用得到的数据与ABAQUS热工模拟数据进行了对比分析,由此最终确定秸秆复合墙体的热工性能明显优于普通混凝土墙体。

关键词：热工性能生态复合墙体导热系数热工模拟节能技术