熱濕傳遞耦合的案例
在 COMSOL 中模擬多孔介質中的熱濕傳遞
上一篇文章中，我們討論了空氣中的熱濕傳遞。接下來，我們討論需要考慮的孔隙中的熱濕傳遞過程，以及如何用 COMSOL Multiphysics? 軟件模擬多孔介質中的熱濕傳遞。
建筑材料中的熱濕傳遞模型
建筑工程師的目標是提高建筑物圍護結構的節能性和可持續性。雖然他們的做法是基于過去的經驗，但新的材料和建筑技術不斷被開發出來，為建筑物設計和熱管理提供了廣泛的選擇。讓我們看看如何模擬建筑材料中的熱濕傳遞，來幫助降低能源成本和保護建筑。
可以通過建立熱濕傳遞模型分析建筑物圍護結構。
控制水分對于優化建筑物圍護結構的熱性能和降低能源成本而言至關重要。絕緣或隔離材料的熱性能通常取決于溫度和水分含量。因此，熱濕耦合模型有助于我們全面地分析建筑構件的熱性能，例如石灰硅磚的熱導率與相對濕度的依賴關系。。
石灰硅磚導熱率與濕度的依賴關系。
上圖顯示，在相對濕度較高的情況下，石灰硅磚的熱隔離性會降低兩倍。
此外，我們必須在建筑物設計過程中考慮濕度控制，來選擇能夠減少凝結風險的建筑構件。熱濕傳遞的耦合模型使我們能夠分析建筑構件中不同的水分變化和現象，例如：
最初施工時產生的水分干燥
在較溫暖的時期，由于水分從外部向內部遷移而產生的凝結
在較冷的時期，由于水汽擴散造成的間歇性凝結導致的水分積累
以在溫暖的室內環境和寒冷的室外環境之間的木結構墻為例，水汽通過墻壁從室內的高濕度環境擴散到室外的低濕度環境，就會產生與靠近外墻的、與低溫度值相關的高相對濕度值，直接導致冷凝的風險。
木質框架墻中的相對濕度分布。
凝結會導致霉菌生長，直接影響人類健康和建筑物的可持續性。例如，霉菌的生長速度是保護歷史建筑的關鍵數據。
展開 簡化呼吸道內濕-熱多物理場耦合仿真 ￥1000
<p>本案例建立了一簡化呼吸道模型，如圖1所示，基于此模型，采用COMSOL軟件模擬了呼吸道內循環呼吸作用下通道內的溫度場以及濕度場的隨時間變化，仿真結果如圖2所示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/83dbcce8e3414ac1bbe32461b00b341e.png" alt="m1.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖1 簡化呼吸道模型</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/1267ea35d6bf4a5890a77cf325ffc96a.gif" alt="Untitled1.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>呼吸道內速度場變化</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/64bd4dbb3c044243b4b44ce67f69d870.gif" alt="Untitled2.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>呼吸道內溫度場變化</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/d1bc2df911e44026ada79484de824ba7.gif" alt="Untitled3.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>呼吸道內濕度場變化</strong></p><div contenteditable="false" width="100%
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