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地板辐射采暖温度场与效率

地板采暖系统的地面温度分布与采暖效率,包括向上的有效热流与向下的热损失。

工程问题

如何计算地板采暖系统的温度分布与效率?

解答

把发热电缆作为体积热源求解稳态温度场,再以向上热流与总发热量之比计算效率。

典型应用
  • 电地暖系统
  • 埋地发热电缆
  • 地板辐射采暖
地板辐射采暖温度场与效率

仿真问题

问题类型
平行平面稳态传热
几何模型
自上而下为水泥层 30 mm、发热电缆 Ø5 mm、保温层 20 mm、楼板 100 mm,电缆间距 200 mm。模型取 1 m × 1 m 的一小块地面。
已知条件
  • 地板上方空气温度 18°C,下方空气温度 20°C
  • 对流系数 α = 5 W/(m²·K),辐射系数 β = 0.4
  • 发热电缆功率 q = 100 W/m
  • 导热系数:水泥 1.4、保温层 0.05、电缆(铜)401、楼板 1.69 W/(m·K)
求解任务
计算地板采暖的温度分布并评价采暖效率。
求解过程

模型只取 1 m × 1 m 的一小块地板。

QuickField 中热功率按体积功率密度 [W/m³] 输入,Q = q / Sc,其中 Sc = π·d²/4 为电缆截面积,d 为电缆直径(5 mm)。

计算结果

得到地面温度分布,并以向上热流占总发热量的比例评价采暖效率。

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