热辐射模拟的计算模型

池火灾热辐射计算及模拟

嚼

聊

《安全》2 0 0 8年第 1 2期

池火灾热辐射计算及模拟刘博粱栋黄沿波中山大学工学院安全工程研究中心

【摘要】在油罐火灾中,着火罐所释放的热辐射对附近的人员以及设备起到一定的危害.本文分别用经 验公式以及 F S模拟来计算热辐射强度,并对计算结果进行比较及分析,结果表明两种方法可互相补充完善. D

【关键词】池火灾; 热辐射; D模拟 FS

o前

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失.为了保证化学工业园区生产的顺利进行,使人的生命安全和企业的财产得到有效的保障,使环境免遭破坏,必须努力控制危险源以消除和减少危险,这就

油罐火灾的燃烧特性是预测火灾发展趋势和评估

火灾对周围环境影响的基础和前提,国内外的学者对其进行了多方面的研究.美国的 A toy a is n nH mn…在总 h结前人的实验数据和研究成果的基础上研究了油池燃烧火焰的结构;西班牙的 E l i Paa—C ci在 uaa lns uh l 18年也通过了对 4 积的乙烷油池和 1m面积煤 99 m面 2油油池燃烧实验的研究;日本的 Tkai a auh和 aak Y m gci

要求对化学工业园区的危险性进行研究.本研究内容选取某化工园区 50 m 0 0内浮顶罐直径为 2 . m的汽 8

热

热辐射的基本定律

smyt_1983

位粉丝

1楼 在工程技术中，在日常生活中，辐射换热现象是屡见不鲜的。太阳对大地的照射是最常见的辐射现象。高炉中灼热的火焰会烘烤得人们难以忍受 太阳对人造卫星的辐射，会使卫星的朝阳面的温度明显地高于卫星背阳面的温度；高温发动机部件与飞机机体之间的辐射换热严重地影响着飞机的结构与强度设计，等等。特别是近年

来，人类对太阳能的利用，都大大地促进了人们对辐射换热的研究。

本章首先介绍辐射的基本特性和基本规律；然后重点讨论物体之间的辐射换热规律；最后对气体辐射换热的特点作扼要的介绍。

第一节 基本概念

1－1 热辐射的本质和特征

由于不同的原因，物体能够向其所在的空间发射各种不同波长的电磁波；不同波长的电磁波具有不同的效应，人们可以利用不同波长的电磁波效应达到一定的目的。比如，人们可以利用无线电波传送信息，利用x射线穿透物质的能力进行零件探伤，利用热射线传递热能，等等。人们根据电磁波不同效应把电磁波分成若干波段。波长λ＝0.38一0.76μm的电磁波段称为可见光波段λ＝0.76—1000 μm的电磁波段称为红外波段(一般将红外波段范围又分为近红外波段和远红外波段，近红外波段为λ＝0.7—25μm，远红外波段为λ＝2

维普资讯

中国农业气象 ( h e J r l g m t￣o ) Ci s o n r eo l y n e u adA o e g

2O, ()1. 6 O52 3:6—1 6 5 9

逐日太阳辐射的模拟计算童成立l,张文菊，一汤阳， 王洪庆(. 1中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态重点实验室。长沙 40 2; .中农业大学 11 2华 5资源环境学院； .国佛罗里达农工大学环境科学研究所 ) 3美

摘要：在分析国内外太阳辐射估算方法的基础上，建立了一种简单实用、易操作的模拟逐日太阳辐射的方法，仅需要输入站点的日照时数和地理信息。对我国不同区域 9个代表站点的模拟结果与实际观测结果进行比较与统计检验，结果表明：模拟值与实测值之间相关显著 (相关系数为 08一 . )模拟得到的晴空辐射值与多年实 . 09, l 3际观测最大值基本一致。该模拟方法的平均误差为 1.%。 65平均偏差、均绝对偏差和均方根偏差分别为平 07、.和 26M -.~。但此方法对于特定环境区域的模拟参数还需调整。 . 20 7 9 . Jm 2d 5

关键词：日逐太阳辐射；晴空辐射；照时数；日模拟

太阳辐射是地球表层上的物理、生物和化学过程式[】 1: 1的主要能

地表净辐射公式的一般表达式：Rn=Rns-Rnl

Rn——地表净辐射，MJ/(m2?d)；

Rns——净短波辐射，MJ/(m2?d)，满足Rns=(1-α)Rs,α为反射率(查表即可)，Rs为短波

辐射；

Rnl——净长波辐射，MJ/(m2?d)；

为求得地表净辐射Rn,需要分别计算出Rns和Rnl，在具体而言即Rs和

Rnl。

1.Rs的计算

Rs=(as+bs)Ra

??

??

其中as为阴天(n=0)地表短波辐射与天文辐射的比例系数；as+bs为晴天(n=N)地表短波辐

射与天文辐射的比例系数；as和

bs的值可根据观测数据得出；n

为实际日照时数(h)；N

为可照时数；Ra为天文辐射(MJ·m-2)，计算如下：

Ra=??∞sin(???)

0

??

其中??∞为太阳常数；??0为太阳和地球的平均距离；???为太阳高度角。

2.Rnl的计算 Rnl=2.45×10?9 1.35

其中H为当地海拔高度，m；Tks为当地最高绝对温度，K；Tkn为当地最低绝对温度，K；ed为实际水汽压，Kpa.

综合以上推导过程，得到逐日太阳日照净辐射计算公式如下：

0.5n

+0.25 N 0.75+2×10?5?? ????

44

?0.35 × 0.34?0.14 ????

地表净辐射公式的一般表达式：Rn=Rns-Rnl

Rn——地表净辐射，MJ/(m2?d)；

Rns——净短波辐射，MJ/(m2?d)，满足Rns=(1-α)Rs,α为反射率(查表即可)，Rs为短波

辐射；

Rnl——净长波辐射，MJ/(m2?d)；

为求得地表净辐射Rn,需要分别计算出Rns和Rnl，在具体而言即Rs和

Rnl。

1.Rs的计算

Rs=(as+bs)Ra

??

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其中as为阴天(n=0)地表短波辐射与天文辐射的比例系数；as+bs为晴天(n=N)地表短波辐

射与天文辐射的比例系数；as和

bs的值可根据观测数据得出；n

为实际日照时数(h)；N

为可照时数；Ra为天文辐射(MJ·m-2)，计算如下：

Ra=??∞sin(???)

0

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其中??∞为太阳常数；??0为太阳和地球的平均距离；???为太阳高度角。

2.Rnl的计算 Rnl=2.45×10?9 1.35

其中H为当地海拔高度，m；Tks为当地最高绝对温度，K；Tkn为当地最低绝对温度，K；ed为实际水汽压，Kpa.

综合以上推导过程，得到逐日太阳日照净辐射计算公式如下：

0.5n

+0.25 N 0.75+2×10?5?? ????

44

?0.35 × 0.34?0.14 ????

第15卷第5期

2007年10月

安徽建筑工业学院学报(自然科学版)

Journal of Anhui Institute of Architecture & Industry

Vol.15 No.5

Oct. 2007

收稿日期:2007-06-07

作者简介:林媛(1972-),女,讲师,硕士研究生,主要研究方向太阳能土壤源热泵。

太阳辐射强度模型的建立及验证

林媛

(安徽建筑工业学院环境工程系,合肥 230601)

摘要:通过建立太阳辐射的数学模型,推导出了任意角度采光面的太阳直射辐射和散射辐射计算公式。此

外还讨论了云层对太阳辐射强度的影响,得到云遮修正系数,使非晴天的太阳辐射强度计算成为可能。通过

实验验证,所采用的太阳辐射强度计算模型是较为准确的。

关键词:直射辐射;散射辐射;云遮修正系数

中图分类号:TU111.3 文献标识码:A 文章编号:1006-4540(2007)05-044-03

The Model of the Solar Radiation Energy.s Establishment and Verification

LIN Yuan

(Dept. of Environmental Engineering, Anhui Instit

CFD计算模型专题学习报告

作者：Libo Chen Email：libochen2009@hotmail.com

Fluent辐射传热模型理论以及相关设置

1 2

目录

概述 ................................................................................................................................................................. 2 基础理论 ......................................................................................................................................................... 2 2.1 专业术语解释： ........................................................

我想做一个模型来模拟地物在自然条件下的温度分布，需要考虑太阳辐射、大气对流传导和地面辐射等因素，用Do模型能计算吗？

我自己试了一下，有几个问题没有搞明白，望高手指点：

1、如果用稳态计算出来的结果是在初始状态下太阳辐射条件（方向矢量、热流通量等）下达到的平衡状态吗？如果需要知道不同时刻的温度场，是不是应该用瞬态模型计算呢，但是用瞬态模型计算总是不收敛，这样的结果可信吗？

2、取一个比目标大几倍的空间作为计算域，空间的边界条件怎么设置，除了入口与出口，其他的边不能设置成壁面吧，设置成对称的边界行吗？

3、地面作为大空间的地面，设置成对流传热的壁面，为什么温度总是过高呢（390K）？应该怎么设置壁面的边界条件呢？

1 是平衡状态的。是应该用瞬态模型，不收敛，如果发散，当然不行。但是如果你是指未能残差降低一定的幅度，那么应该了解这种判据未必合理，应该用温度、速度或通量等更直接的判据。

2 流动是自然对流吧？是壁面可以设置成壁面，不是当然不能。你提到“边”，难道是二维模型？那么怎么模拟太阳辐射呢？

3 你提到“地面设置成对流传热的壁面”，就是说你认为地面的传热边界条件是预设的，那么有什么必要用CFD呢？ 你把问题说得再明白一些。

目的是计算在太阳辐

我想做一个模型来模拟地物在自然条件下的温度分布，需要考虑太阳辐射、大气对流传导和地面辐射等因素，用Do模型能计算吗？

我自己试了一下，有几个问题没有搞明白，望高手指点：

1、如果用稳态计算出来的结果是在初始状态下太阳辐射条件（方向矢量、热流通量等）下达到的平衡状态吗？如果需要知道不同时刻的温度场，是不是应该用瞬态模型计算呢，但是用瞬态模型计算总是不收敛，这样的结果可信吗？

2、取一个比目标大几倍的空间作为计算域，空间的边界条件怎么设置，除了入口与出口，其他的边不能设置成壁面吧，设置成对称的边界行吗？

3、地面作为大空间的地面，设置成对流传热的壁面，为什么温度总是过高呢（390K）？应该怎么设置壁面的边界条件呢？

1 是平衡状态的。是应该用瞬态模型，不收敛，如果发散，当然不行。但是如果你是指未能残差降低一定的幅度，那么应该了解这种判据未必合理，应该用温度、速度或通量等更直接的判据。

2 流动是自然对流吧？是壁面可以设置成壁面，不是当然不能。你提到“边”，难道是二维模型？那么怎么模拟太阳辐射呢？

3 你提到“地面设置成对流传热的壁面”，就是说你认为地面的传热边界条件是预设的，那么有什么必要用CFD呢？ 你把问题说得再明白一些。

目的是计算在太阳辐

CFD计算模型专题学习报告

作者：Libo Chen Email：libochen2009@hotmail.com

Fluent辐射传热模型理论以及相关设置

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概述 ................................................................................................................................................................. 2 基础理论 ......................................................................................................................................................... 2 2.1 专业术语解释： ........................................................