物体表面在雨露条件下换热性能分析(2)

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结论33

致谢34

参考文献：35
1.绪言 1.1应用背景与研究意义气象学中的降水包括：雨、雹、雪、露、雾淞、白霜和雾[1] ，也就是指从大气中沉降到地面或从云中降落的液态或固态的水汽凝结物。目前国内外关于雨和露条件下物体表面的换热研究较少，但随着技术的进一步发展和对材料性能更精确的要求，不同自然环境下物体表面的换热特性会日益受到人们的关注。目前，雨条件下表面换热的理论换热的理论分析较少，主要集中于降水时建筑表面的热湿分析和实验研究。自然条件结露下的表面换热研究主要集中于湿空气的冷凝。从目前建筑能耗的计算来看，受到降雨过程模型、物体材料被动蒸发热物性等基础研究进展的影响，目前国内外针对建筑热环境和建筑物能耗动态计算的模拟分析软件所建立的气象条件和热平衡方程中均未计入降雨过程，这必然会导致忽视了降雨过程所伴随的蒸发冷却现象。受气象条件及计算模型所限，对于墙体传热量及建筑能耗的模拟计算只限于在晴天和阴天两类气候状态之间徘徊，本质上处在显热模拟而忽略了降雨潜热模拟，无法科学准确地评价降雨对墙体传热、建筑降温节能的贡献。通过对降雨对物体表面传热影响的研究，对于暴露在自然条件下的物体如车辆、墙体等的表面温度场的变化有重大的实际意义。在军事应用发面，随着红外制导武器的发展愈加迅速，在具有明显热特征的地面武装力量受到来自红外制导武器的威胁也愈加的严重文献综述。首当其冲的便是具有全天候作战能力的地面装甲车，现代战争中越来越多的利用红外制导武器对其进行残酷打击。因此，有必要采取一些红外隐身措施来提高装甲车的生存率。而在不同时间、不同背景环境中物体表面的温度场与红外成像有紧密的联系，所以在自然天气条件下研究物体表面温度场的分布和变化对于研究如何降低装甲车的红外辐射特征有十分重要的意义。
1.2国内外研究现状雨条件下的换热研究主要集中于建筑物表面传热和其能耗方面。综合文献可知，可以从两方面研究降雨对于建筑围护结构热物性的影响：降雨时会对建筑的表面进行冷却；降雨后由于水分的蒸发会有降温的作用。而露条件下表面的换热主要集中于对湿空气的研究。
1.2.1雨条件下表面换热的研究进展雨条件下的换热研究主要集中于建筑物表面传热和其能耗方面。综合文献可知，可以从两方面研究降雨对于建筑围护结构热物性的影响：降雨时会对建筑的表面进行冷却；降雨后由于水分的蒸发会有降温的作用。近些年来，国内外的学者开始对降雨条件下建筑物墙体的热过程和热物性进行研究： 1994 年，Hartwig M.基于大气自然物理现象，结合大量实验数据，在以蒸汽和液体传递为核心的前提下，建立了可以应用于实际工程的室外建筑构件的热湿模型[2] ，此模型包含了气象数据和材料特性，而且由降雨和日晒干燥的实验来验证了模型的计算结果。通过一系列的比较，研究发现虽然在材料特性方面模型做了适当的简化，但实验结果显示建立模型的准确性较高。 1996 年， Jayamaha 就降雨过程对建筑墙体的传热量影响进行了理论研究[3,4] ，探讨了在降雨的室外条件下多孔建筑墙体的热湿传递机理，并建立了计算涵盖降雨影响的建筑物外墙的热湿传递的数学理论模型，由实验对模型系数进行了适当的修正。此外，在对轻质混凝土和砖墙进行传热量测量时，发现在不考虑降水影响时所计算的建筑围护结构的传热量显著偏大。从李丽[5]的研究可知降雨对墙体传热传湿的影响主要分为两部分：（1）降雨发生时：由于建筑墙体外表面吸收雨水，在降雨量较大时可在墙体外表面形成水膜。在雨中，墙体外表面对雨水的吸收过程如下：首先墙体外表面快速吸收雨水后直到表面达到饱和，然后随着降雨的持续，墙体外表面会持续呈现饱和状态，同时水分在毛细压力的作用下向墙体内部迁移源]自=751-·论~文"网·www.751com.cn/ 。降雨对建筑墙体的传热和传湿的影响主要表现在建筑墙体的表面温度迅速降低，但墙体的内部温度因为温度波的延迟作用仍然会高于外表面温度，这时热流由墙体内部流向墙体的外表面。与此同时，建筑墙体的含湿量会明显增大，导致墙体外表面导热系数增大，增大了建筑墙体外表面的热量传递。上述传热过程的综合作用减少了进入室内的热量，减低了墙体内表面热流。