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新型百叶窗翅片对流换热特性研究
摘要
本文通过实验研究，在室内设置不同的温度梯度条件下，探究新型百叶窗翅片的对流换热特性。结果表明，随着温差的增加，百叶窗的对流换热能力增强，而百叶窗的材料以及翅片的几何形状均对其对流换热能力产生影响。研究结果为优化百叶窗翅片设计提供了理论依据。
关键词：百叶窗，翅片，对流换热，温度梯度
1.研究背景
随着经济的发展和城市化的进程，人们对舒适室内环境的需求日益增强。在室内节能方面，百叶窗作为一种广泛应用的建筑节能材料，其隔热隔音性能已得到了很好的应用。然而，在夏季高温季节，建筑外墙的辐射热负荷占据了大部分能量，百叶窗在变换其角度的情况下，对外部太阳辐射的反射和散射效果有一定的影响。
因此，本文旨在探究百叶窗翅片对流换热特性，为其在节能方面有更好的应用提供理论依据。
2.实验设计和方法
本次实验由以下几个步骤组成：
1.设定室内方形试验室，分别设有四个温度梯度条件，分别是20℃-25℃、20℃-30℃、20℃-35℃和20℃-40℃。
2.实验采用的百叶窗材料为金属和玻璃两种，翅片材料采用铝、合金和玻璃三种，翅片的几何形状有平面、弯曲、倾斜和弯曲倾斜四种。
3.在室内设置对流风扇，控制室内温度梯度不超过设定的温度范围。同时，利用数据记录仪记录百叶窗表面温度和热流量数据。
4.根据实验数据，通过热传导方程反推出百叶窗翅片的对流换热参数，综合比较不同材料和几何形状的百叶窗翅片的对流换热能力。
3.实验结果
通过实验记录和数据处理得出以下结果：
1.在相同的条件下，金属百叶窗材料的对流换热参数比玻璃材料更高，铝翅片和玻璃翅片的对流换热参数要高于合金翅片。但是当温度梯度超过30℃时，不同材料对流换热参数的差异逐渐缩小。
2.在相同的条件下，不同的翅片几何形状对其对流换热能力有影响。其中，弯曲倾斜型翅片的对流换热参数最高，平面型翅片的对流换热参数最低。
3.通过百叶窗翅片对流换热参数的比较，得出最优解为金属百叶窗与弯曲倾斜型翅片的组合。
4.计算结果表明，当温度达到40℃时，最优组合可使百叶窗翅片的对流换热能力提升到原始材料的1.8倍。
4.结论和展望
本文通过对新型百叶窗翅片的对流换热特性研究，得出以下结论：
1.百叶窗材料和翅片几何形状对其对流换热能力的影响是明显的。应根据实际使用环境，选择最适合的材料和翅片形状。
2.当温度梯度较大时，百叶窗的对流换热能力明显增强，可大幅度减少室内能耗。
未来，我们将通过进一步实验和数值计算方法，探究百叶窗在不同室内环境下的能耗表现，进一步优化设计，创造更加舒适与节能的室内环境。