Моделирование тепловлажностных процессов при помощи пакета COMSOL Multiphysics

УДК 697.34

Болотов В.А., студент бакалавриата 4-го года обучения

Научный руководитель: канд. нех. наук ., доцент А.М. Ниязов

Моделирование тепловлажностных процессов  при помощи пакета COMSOL Multiphysics.

Статья посвящена разработке и исследованию математических моделей тепловлажностных процессов. Разработка моделей включает в себя характеристику ограждающих конструкций, описание граничных условий, а так же расположение и свойства внутренних источников тепловой энергии. Результатом моделирования являются рекомендации по использованию отопительных приборов, их мощности и места расположения.

При разработке системы отопления помещений важное значение имеет обеспечение нормативных и комфортных условий пребывания людей в помещении. Данные условия можно учесть если разработать математическую модель тепловлажностных процессов помещения. При проведении расчетов с помощью математических моделей появляется возможность создания более совершенных строительных сооружений с повышенными теплоизоляционными свойствами, но для этого нужно обладать довольно полной и достоверной информацией о теплопроводности различных материалов и конструкций.

Моделирование проводится в COMSOL Multiphysics. Программа оснащена большой базой материалов.

Разработка модели ведется при помощи модуля Heat transfer in solids.

Разработка модели проводится в режиме реального времени. Диапазон изучения был задан 6 часов с временным интервалом равным одной минуте. Материалы были загружены из базы COMSOL. Также были заданы данные окружающей среды встроенной в COMSOL базой метеорологических станций. Температура радиатора задана 50С. Установленная начальная температура внутри помещения была 15С.

После произведенных расчётов на предоставленной цветовой схеме (рис.2) видно, что потоки воздуха разделились на 2 зоны рециркуляции. Средняя установившаяся температура внутри данного помещения стала 29 С (рис.2), что неприемлемо для комфортного проживания в данном помещении, а средняя влажность была 7%, тогда как у самого радиатора она достигала 5 % (рис.3).

Единственным недостатком данного моделирования является то, что нет возможности установить начальную влажность в помещении.

[pic 1]

Рис.1 Тепловые потоки и зоны рециркуляции воздуха.