环境辐射温度场计算.docx

在封闭的室内环境中，当空调工作并使室内温度湿度分布情况到达稳定时，地板 上任一块立体空间的能量流动处于动态平衡状态，即单位时间内从该空间辐射出的能 量等于该空间接收的辐射能量。当人进入室内，并站在该空间的瞬间，人体感受到的 温度就是该空间的温度，因此，根据地板温度以及墙体温度求解目标空间温度，对空 调温度的调节具有重要的指导意义。T2, X2当（假设1）只考虑三面墙体和地板的辐射对目标空间的作用时，根据能量守恒可 得式（1）(1)式中，Et是该立体空间辐射出的能量，E】、及、£、Enoor分别为墙1、墙2、墙3以及 地板面对该处空间的辐射能量。（假设2）将墙、地面看做有限尺寸的朗伯辐射体，当目标空间距离墙面或地面距 离为L时，墙面对空间的辐射照度为v2(2)H = AW-x2 + l2式中，辐射照度”表示空间的单位面积在单位时间内接收到的能量，单位为W/cn?； 卬称为辐射功率密度，指单位面积的辐射源在单位时间内发出的能量，单位也是W/cm2； X代表墙的尺寸，其值等于墙半高和半宽的平均值；A为修正因子，其值与目标空间相 对于墙或地面辐射中心法线的偏离角度有关，A<=.（假设3）将式（2）代入式（1）,得到单位时间内目标空间单位面积内的能量关系为V 2V 2x 2叫=4叫叱 7T + A4W/.（3）112 2373当忽略比辐射率的影响时，目标空间、地板、墙面的辐射可近似为黑体辐射（假 设4）,辐射功率密度与其温度满足如下关系(4)(4)W =(tT4对其微分可得，在T变化范围不大时W =叱)+W =叱)+dWydT >(5)由于黑体辐射的辐射功率密度只与物体的温度相关，在同一室内环境下，墙壁和 地板的平均温度差相对较小（假设5）,故各墙壁的辐射功率密度可表示为叱二卬叱+布丁晨年一录丽） 吗=叼” + 4。71,他加”） 卬3=卬.+4°7”优目标空间的辐射功率密度为(7)式中，为即是目标空间温度，即人体感受温度。将式（6）、式（7）代入式式中，为即是目标空间温度，即人体感受温度。将式（6）、式（7）代入式(3),得V 2y 2卜小二和一兀J 古+4（b%）会V 2y 2卜小二和一兀J 古+4（b%）会+4依一加,）壮） A3 +L3A X； 一 X22A -；7 + A -；7W婀4<r(8)在理想状态下，房间温度完全均匀分布时，各墙面、空间与地板不存在温差，式 （8）左右应为0,计算得到式（8）中，最后一项为0 （假设6）,从而得到式（9）2-_ 2_ 26=加“ + 4(7；-加“)V7r + 4 仅一九7T+ 4(47)7T (9) 十/a. 十 Z23 十即为立体空间温度的求解公式。对于系数4目前学术上对单面墙辐射时，空间偏离辐射中心法线的情况有一个较 为精确的计算公式，但形式比拟复杂。为了使公式更适用于室内多面墙的情况，建议 进行室内实验，通过数据拟合求出4的值。