陈 鑫 张子琛 张晓巩 郝哲宇

(河北建筑工程学院,河北 张家口 075000)

散热器是供暖室内最为常用的换热设备之一，因其结构简单，防腐性好，使用寿命长及热稳定性好的优点[1]，在实际工程中得到了广泛应用。本文在建立散热器、供暖房间的热动态模型的基础上，利用Fortran语言编写程序将模型导入CyberSim平台，在设定散热器入口水温、流量等参数的情况下进行求解，最终得到了散热器出口水温、室内空气温度值，为散热器用户的传热特性研究提供基础。

1 数学模型

1.1 散热器的热动态平衡方程

散热器的热动态过程为：供热管网将热水带入散热器，热水通过散热器内壁进行强制对流换热将热量由散热器壁面传给室内空气。为了研究方便，对模型进行以下假设：

1)假设散热器壁面温度与热水温度变化同步；2)假定热水为不可压缩流体；3)假定水的定压比热恒定不变；4)假定散热器与室内空气的换热主要是对流换热。

根据能量守恒原理，热水通过散热器时散热器及内部热水的能量变化等于热水流入流出散热器时所带入的总能量与散热器向室内空气传递的热量之差。由于散热器进出口温差不大，因此以散热器出口水温随时间的变化量代替其整体的内能变化过程。则：

(1)

(2)

其中，Mr,Cr分别为散热器内热水和散热器壳的总质量,比热容,kg,kJ/(kg·℃)；tin,tout分别为散热器的进出口水温，℃；Gwr为流入散热器的热水流量，kg/s；Kr为实验条件下散热器的传热系数，W/(m2·℃)；Ar为散热器的传热面积,m2；tai为室内参考点温度，℃。……