Study on the Solar Radiation and Heat Transfer of Cabin Fabric Using the Finite Volume Method

• Autorzy: Zhang Yijie , Jia Juhong

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.6080

Warianty tytułu

PL

Badanie promieniowania słonecznego i przenoszenia ciepła przez tkaniny kabinowe przy użyciu metody objętości skończonych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The heat transfer of different fabrics was investigated numerically in the cabin of an aircraft. The discrete ordinate (DO) radiation model was adopted to describe the solar radiation through the cabin window and the fabric’s reflection. The conjugate heat transfer between the air flow and the seat fabric was included to study the influence of the textile type and fabric thickness. Some important parameters such as the temperature, radiative heat flux, and heat transfer coefficient on the fabric surface were evaluated. The results showed that both altering of the textile type and thickness will bring about the variation of temperature on the cushion surface. The carbon fibre yarn seat and thinner padding fabric provide a much more enjoyable environment than others. The air circulation in the cabin can improves the thermal environment to some degree.

PL

W pracy zbadano przenikanie ciepła różnych tkanin stosowanych w kabinie samolotu. Do opisu promieniowania słonecznego wpadającego przez okno kabiny i odbicia tkaniny został przyjęty model promieniowania na osi rzędnych dyskretnych (DO). Zbadano wpływ rodzaju tkaniny i grubości tkaniny uwzględniając przenoszenie ciepła koniugatu między przepływem powietrza a tkaniną siedziska. Oceniono niektóre ważne parametry, takie jak: temperatura, strumień ciepła promieniowania i współczynnik przenikania ciepła na powierzchni tkaniny. Wyniki pokazały, że zarówno zmiana rodzaju, jak i grubości tkaniny powoduje zmianę temperatury na powierzchni poduszki. Stwierdzono, że siedzisko z włókna węglowego i cieńsza tkanina wyściełająca zapewniają znacznie przyjemniejsze środowisko, a cyrkulacja powietrza w kabinie może w pewnym stopniu poprawić warunki termiczne.

Słowa kluczowe

EN

cabin textile; heat transfer; solar radiation; thermal comfort; numerical simulation

PL

tekstylia kabinowe; przenikanie ciepła; promieniowanie słoneczne; komfort cieplny; symulacja numeryczna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 29, no. 2 (146)
• Strony: 41--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zhang Yijie

• Shaoxing University, Shangyu College, Shaoxing, Zhejiang 312300, China

• https://orcid.org/0000-0002-1565-9647

autor

Jia Juhong

• School of Aerospace Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China

• https://orcid.org/0000-0003-4160-4014

Bibliografia

• 1. Kok JC, Muijden JV, Burgers SS. Enhancement of Aircraft Cabin Comfort Studies by Coupling of Models for Human Thermoregulation, Internal Radiation, and Turbulent Flows. European Conference on Computational Fluid Dynamics, TU Delft, The Netherlands, 2006; 1:1-18.
• 2. Kovačević S, Domjanić J, Pačavar S. Effects of Layer Thickness and Thermal Bonding on Car Seat Cover Development. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2017; 25, 2(122): 76-82. DOI: 10.5604/12303666.1228186.
• 3. Angelova Radostina A. Textiles and Human Thermophysiological Comfort in the Indoor Environment. CRC Press, 2015; 10: 15-33.
• 4. Bhattacharjee D, Kothari VK. Prediction of Thermal Resistance of Woven Fabrics. Part II: Heat Transfer in Natural and Forced Convective Environments. Journal of the Textile Institute 2008; 99(5), 433-449.
• 5. Günther G, Bosbach J, Pennecot J, et al. Experimental and Numerical Simulations of Idealized Aircraft Cabin Flows. Aerospace Science & Technology 2006; 10(7), 563-573.
• 6. Kühn M, Bosbach J, Wagner, C. Experimental Parametric Study of Forced and Mixed Convection in a Passenger Aircraft Cabin Mock-up. Building & Environment 2009; 44(5), 961-970.
• 7. Hu Z, Wang L, Wang H, et al. Heat Transfer Based Numerical Investigation of Aircraft Cabin Environment from Various Inlet Conditions. Frontiers in Heat and Mass Transfer 2015; 6(1): 17-25.
• 8. Maier JM, Micheel CM. Ceiling-Based Cabin Displacement Ventilation in an Aircraft Passenger Cabin: Analysis of Thermal Comfort. Building and Environment 2018; 146: 29-36.
• 9. Khalil EE, Kotb H. Numerical Simulation of Airflow and Airborne Pathogen Trans port in Aircraft Cabins: Dynamic Mesh Analyses. AIAA Scitech 2020 Forum, 2020; 1: 1-9.
• 10. Dehne T, Bosbach J. Transient Temperature Fields of Turbulent Mixed Convection in an Aircraft Cabin Caused by a Local Heat Source. Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design 2016; 132: 371-381.
• 11. Zhu G, Kremenakova D, Wang Y, et al. 3D Numerical Simulation of Laminar flow and Conjugate Heat Transfer through Fabric. Autex Research Journal 2017; 17(1): 53-60.
• 12. Jia J, Fu D, He Z. Aerodynamic interactions of a Reusable Launch Vehicle model with different nose configurations. Acta Astronautica; 2020; 177: 58-65. DOI: 10.1016/j.actaastro.2020.07.022.
• 13. Jia JH, Zhang YJ. Heat Flux and Pressure Reduction Using Aerospike and Counterfowing Jet on Complex Hypersonic Flow [J]. International Journal of Aeronautical and Space Sciences 2020; 21(2): 337-346.
• 14. Maślanka P, Korycki R. Textile Cover Effect on Aerodynamic Characteristics of a Paraglider Wing. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2019; 27, 1(133): 78-83. DOI: 10.5604/01.3001.0011.7511.
• 15. Jin Y, Zhu S, Cui J, Li J, Zhu Z. Investigating the Effect of the Opening Unit on the Airflow Field in Rotor Spinning. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2017; 25, 5(125): 18-24. DOI: 10.5604/01.3001.0010.4622.
• 16. Incropera, Frank P, DeWitt, et al. Introduction to Heat Transfer Fourth Edition, John Wiley & Sons, New York, 2002: 265-266.
• 17. Modest MF. Radiative Heat Transfer, Academic Press, 2nd edition, San Diego, 2003: 55-73.
• 18. Metacomp Technologies Inc. CFD++User Manual, Agoura Hills, CA. 2013.
• 19. Yang R, Gao W, Xue Y. Airflow Characteristics During the Rotor Spun Composite Yarn Spinning Process. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2017; 25, 5(125): 13-17. DOI: 10.5604/01.3001.0010.4621.
• 20. Yucel A, Acharya S, Williams ML. Natural Convection and Radiation in a Square Enclosure. Numerical Heat Transfer, Part A.1989; 15: 261-278.
• 21. Minovski B, Lofdahl L, Gullberg P. Numerical Investigation of Natural Convection in a Simplified Engine Bay. SAE 2016 World Congress and Exhibition 2016; 1-9.
• 22. Serweta W, Olejniczak Z, Woźniak B. Analysis of Insole Material Impact on Comfort During Physical Exertion. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2018; 26, 2(128): 100-103. DOI: 10.5604/01.3001.0011.5746.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).