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摘要
针对预制构件养护窑温湿度分布不均的问题，基于传热传质理论和混合流体N-S方程，采用计算流体力学数值模拟的方法，在保证预制构件养护质量的前提下，建立描述养护工艺全过程的养护窑温湿度分布模型，并研究了喷孔位置、喷射角度、风扇数量和送风位置对养护窑内温湿度分布的影响。研究结果表明：所建模型的仿真预测值与工程实际值误差少于5%，满足养护质量要求，验证了模型的有效性。通过工程实际中混凝土预制构件养护工艺全过程的温湿度模拟实验分析，养护窑内相对湿度在蒸汽喷孔和风扇开启20 min后基本满足均匀性要求；养护窑内预制构件层间流体流动缓慢，换热效率低，整体预制构件平均温度57.02℃，局部预制构件中心点各层平均温度54.89℃，温度场分布均匀性不好，局部温差大。通过养护窑风扇送风位置对比模拟实验，采用单列竖直、沿水平方向送风的风扇布置方式，养护窑内温湿度分布更均匀。通过养护窑喷孔位置和喷射角度对比模拟实验，采用高度在养护单元总高度的65%，喷射角度倾斜向下45°的蒸汽喷孔布置方式，将混凝土预制构件恒温工况平均温度控制精度提高了63%，缩短了满足养护窑内相对湿度均匀性要求所需时间。该研究对提高预制构件养护质量及节能降耗具有理论参考意义。
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单位机电工程学院; 德州海天机电科技有限公司; 西安建筑科技大学
