纤维素基湿度控制材料的制备与表征

以甲基纤维素作为接枝共聚的原料合成纤维素基湿度控制材料,并加入CaCl2和异丙基丙烯酰胺改善其吸放湿性能;通过间歇式吸附/脱附进行吸、放湿动力学实验与恒温脱附实验,采用热重分析(TG-DTA)和红外光谱(FTIR)表征改性复合材料的热稳定性及其结构。研究结果表明:该类材料具有吸湿量较大、易再生和稳定性高的特性,CaCl2改性材料在相对湿度为100%的最大湿容量为1.45 g/g,吸湿平衡时间约160 h;而相对湿度为90%达到湿平衡的样品放湿需约60 h,在80℃恒温烘箱中脱附40%仅需10 min。加入异丙基丙烯酰胺后材料的放湿速率明显增大,且所有材料在300℃以下具有较强的热稳定性。     

多孔体围护结构热湿同时传导基本方程及其线性化

基于等温吸放湿曲线以水蒸汽分压和温度作为驱动力，建立了在吸放湿范围内多孔体建筑围护结构的热湿同时传导方程，讨论了该方程的线性化条件．结果表明：在通常的室内外温度和相对湿度变化范围内该方程是线性的．     

建筑调湿材料吸放湿速度变化规律

实验测得了4种建筑材料样品在不同相对湿度条件下的平衡含湿量.将4种样品置于环境参数不同的恒温恒湿环境中进行12h吸湿12h放湿的吸放湿周期试验,测得了样品在各个环境条件下吸(放)湿过程中每小时的吸(放)湿量.实验结果表明,在样品所处环境相对湿度相同时,各实验样品的量纲为一的吸放湿速度是时间的同一幂函数.数值拟合得到了环境相对湿度分别为95%和75%时样品的量纲为一的吸放湿速度的表达式.给出了样品在恒温恒湿环境(风速在2.0m·s-1以下)中材料每小时吸放湿量计算值的相对误差.     

基于HAM模型的竹材热湿物理性质试验研究

为获得典型竹材的材性参数,明确竹木之间以及不同竹材之间的差异,选择整竹展平板、竹集成材、竹胶合板、竹重组材、竹刨花板、大片竹材定向刨花板等6种代表性产品,系统地进行基于建筑围护结构HAM模型的热湿物理性质测试.项目包括:测定基本物理性质的密度计算和真空饱和实验;测定湿储存性质的平衡吸放湿实验;测定湿传递性质的毛细吸水实验、蒸气渗透实验和干燥实验;测定热储存性质的热分析;测定热传递性质的导热系数测试和表面光热性质测试.测试结果初步形成竹材热湿物理性质的参数基础;与18种木材产品的对比表明,竹材湿储存和湿传递性质普遍小于木材,而同时表征热储存和热传递性质的蓄热系数大于木材;6种竹材之间的对比表明,竹材改性有利于均匀性的提高,可拓展其材性频谱范围,并使区别于木材的特性得到强化.     

几种常用建材的等温吸放湿线试验研究

设计建造了恒温恒湿试验台,用盐水饱和溶液保持小室恒定的湿度,通过对３种常用建材的平衡湿容量研究,试验得到其等温吸放湿曲线,为围护结构动态湿特性研究提供了基本数据。     

二维稳态导热反问题的正则化解法

构造求解二维导热反问题的数值迭代解法,并以含内热源二维导热问题为背景,采用该迭代解法确定材料热传导系数。在每个迭代步中采用Tikhonov正则化方法克服反问题固有的不适定性。数值算例表明,该方法可行、有效,不仅适用于单介质热物性参数反演问题,而且适用于多介质热物性参数反演问题。     

墓葬壁画地仗层吸-放湿动力学特性研究

对墓葬壁画地仗层的吸-放湿动力学特性进行了研究，通过设计吸-放湿实验，模拟地仗试块的吸-放湿过程，并绘制相应的吸-放湿动力学曲线，使用模型对试块的吸-放湿动力学曲线进行拟合。研究结果表明，墓葬壁画地仗层的吸、放湿过程均呈现出“先快后慢”的特点，“吸湿期”时间明显比“饱和期”时间更短，但吸湿量却达到了吸湿平衡时吸湿量的80%左右，放湿过程展现出同样的规律。在吸-放湿过程后试块的含湿率相较于试块初始含湿率更高，即有部分水分残留在壁画地仗层中。模拟地仗试块的吸湿动力学曲线和放湿动力学曲线分别符合双指数模型和一阶指数模型，R²>0.988,拟合效果较好。     

成型温度与水分蒸发对地埋管回填材料热物性参数的影响

地源热泵系统的地埋管回填材料在钻孔内成型过程中会受温度的影响,并且成型后可能伴随水分蒸发的现象,这将影响回填材料的热物性参数。在不同石墨替代水泥率条件下,通过试验研究成型温度与水分蒸发对回填材料热物性参数的影响。结果表明,成型温度的升高有利于地源热泵回填材料表面完整性的改善和密度的增加。在相同石墨替代水泥率条件下,随着成型温度的升高,成型后与干燥后的回填材料的热物性参数(导热系数、比热容、热扩散系数)均随之增加。在石墨替代水泥率为10%、13%、16%、19%、22%的前提下,以成型温度5℃为基准,当成型温度为30℃时,成型后和干燥后的回填材料导热系数最大分别上升了14.58%和37.49%,比热容最大分别上升了2.52%和3.34%,热扩散系数最大分别上升了11.79%和36.23%。干燥减小了回填材料物性参数,并且成型后与干燥后的回填材料热物性参数的差值随着成型温度的升高而减小。     

不同预氧化温度下煤样热物性参数的实验研究

为了研究在不同预氧化温度下煤样热物性参数的变化规律,选取长焰煤进行热物性实验。首先通过程序升温氧化法对煤样进行预氧化处理,分别氧化升温至80,110,140,170,200℃.然后使用激光导热仪LFA 457装置测定在30~300℃温度范围内的煤样热物性参数,研究预氧化处理后煤样的热物性参数随温度的变化趋势,并分析预氧化处理后的煤样对温度的敏感性。结果表明:在30~300℃范围内,随着温度的升高,煤样的热扩散系数呈现出逐渐降低的趋势,而煤样的导热系数和比热容呈现出逐渐升高的趋势,并且温度越高,煤样的热扩散系数的降低趋势以及比热容和导热系数的增大趋势越来越平稳。在相同温度下,预氧化处理煤样的热物性参数均高于原煤样。从敏感性分析可知,比热容对温度最敏感,而导热系数的敏感性最低,且当温度超过120℃时,煤样的预氧化温度越高,其热物性参数对温度的敏感性越低。实验结果对于了解煤层自燃和火灾蔓延过程中的传热具有指导意义,为煤自燃的防治提供理论依据和技术指导。     

大温差测试条件下热防护材料高温导热系数试验方法

热防护材料高温导热系数是进行高超声速飞行器设计不可或缺的参数。通过热防护材料导热系数理论分析以及传统稳态法试验原理数学推导,说明了热防护材料导热系数物理本质。探讨了试验温差对热防护材料导热系数测试的重要性和传统稳态法在测试热防护材料高温导热系数时的技术局限性。基于热防护材料内部温度分层特征以及导热系数-温度非线性关系函数形式直接假设,提出并分析证明了两种适用于大温差测试条件的热防护材料高温导热系数试验方法。对热防护材料高温导热系数获取有重要的参考价值。     

金属材料熔点温度多个热物性的测试

通过测定固、液相界面的移动速率来确定金属及合金在熔点温度附近的导热系数、导温系数、电阻率等多个热物性参数。对于熔点温度较低的镓、伍德合金熔点热物性参数可用相变导热反问题的近似分析解求得,对于熔点温度较高的铅、锌的热物性参数可用数值计算与实验相结合的方法测定,并设计了相应的测试装置。测试所得的结果与文献数据吻合较好,误差小于15％,而且测量较简便,该方法可用于金属及合金相变条件下固、液相多个热物性的测试。图2,表1,参10。     

木质材料热物理性质测试装置的研制

木质材料的导热系数、导温系数、比热等热物理性质是反映其质量的重要指标。传统的稳态测试方法时间很长而且只能测导热系数。本文根据热脉冲法的原理,研制了一套测试木质材料热物理性质的实验装置。该装置造价低、测试时间短,准确度高,可以同时测量多个热物性参数。     

硅酸铁调湿材料的微观结构与吸放湿性能分析

以硅酸钠和氯化铁溶液为原料制备硅酸铁调湿材料,采用FTIR、XRD、SEM、BET等技术对所制调湿材料进行表征,并测定其吸放湿性能。结果表明,所制硅酸铁调湿材料呈无定形结构,其比表面积和孔容较大、平均孔径较小;硅酸钠的模数影响调湿材料在低湿环境下的吸湿性能,由模数为1的硅酸钠所制硅酸铁调湿材料具有较好的自调湿性能;硅酸铁调湿材料在20℃和相对湿度为84%的环境下吸湿容量高达120%,吸湿平衡时间约为240h;在相对湿度为84%下达到吸湿平衡的材料在相对湿度为32%的环境下放湿90h左右可达到放湿平衡,在50℃恒温干燥放湿5h可实现完全放湿;所制硅酸铁调湿材料具有吸湿量大和吸放湿速率快的特性,其性能明显优于硅胶和分子筛等传统的调湿材料。     

烟草导热系数与含水率、堆密度的综合关系

综合了本课题组长期对烟草导热系数的研究成果，推导出了烟叶和烟丝堆积床等效导热系数与含水率及堆密度的关系式，其计算值与实验值很吻合，并给出了根据一般含湿状态的实验数据得到的若干种不同产地不同级别烟草导热系数基准参数．这一工作为建立烟草热物性数据库奠定了的基础，并推进了对多孔介质导热系数研究的深度．     

二甲醚饱和液相导热系数的实验研究

研制了高精度瞬态双热线法导热系数测量装置及数据采集系统,整个测量系统的不确定度小于±1%.用液相甲苯标定213~363 K温度区间的饱和液相导热系数,并与标准值进行了比较,测量的平均偏差为0.37%,最大偏差为0.73%.用此装置对245~385 K温度区间的二甲醚饱和液相导热系数进行了实验研究,利用测量得到的饱和液相导热系数数据,拟合了二甲醚饱和液相的导热系数方程,该方程的计算值与实验数据的平均偏差为0.32%,最大偏差为0.85%,为二甲醚作为替代制冷剂和替代燃料等研究提供了急需的热物性数据.     

济南市浅层岩土导热系数影响因素分析

热物性参数的选取对地源热泵系统的换热效率有明显的影响。根据济南市岩土热物性测试数据，通过分析对比获得岩性和导热系数、比热容等热物性参数的相关关系。分析表明，岩石的导热系数普遍大于第四系松散层，岩石导热系数由高到低为沉积岩、岩浆岩、变质岩，灰岩密度、含水率和孔隙率对热物性参数的影响显著。导热系数随密度增大呈线性增加，随含水率增大呈线性减小，随孔隙率增大呈线性减小。得到以孔隙率为单变量的导热系数和热扩散系数的估算公式。所得结论对济南市浅层地热能调查、评价和开发有指导意义。     

木质材料热物理性质测试装置的研制

木质材料一般均是热的不良导体，在建筑和室内装饰行业得到广泛的应用。导热系数、导温系数、比热等热物理性质是反映其质量的重要指标。传统的稳态测试方法时间很长而且只能测导热系数。本文根据热脉冲法的原理，研制了一套测试木质材料热物珲件质的謇验装置。该装置造价低、测试时间短，准确度高，可以同时测量多个热物性参数。     

板带轧制过程温度场有限元模拟及影响因素分析（Ⅰ）

采用弹塑怀大变形热力耦合有限元法研究了铝板温轧过程，侧重计算轧件厚向温度分布，并分析了接触热传导系数，轧件热物性参数（导热系数、比热、密度）对计算结果的影响，计算结果与实验结果比较吻合。     

调湿材料动态调湿性能的评价方法

通过调湿材料内部热湿耦合方程周期性条件下的理论分析,获得封闭空间内板状调湿材料的吸放湿特性,发现封闭空间的空气含湿比的振幅与温度振幅的比值为一常数.在此基础上,提出用封闭空箱热扰动法来测量和评价材料的调湿性能.该方法简单易行,能直接体现建筑气候周期性热湿作用下材料调湿性状.     

PZT 基铁电陶瓷材料 F-P 相变及其热物理性质

用激光闪光法研究了ＰＺＴ为基铁电陶瓷材料［Ｐｂ（Ｓｂ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３］的ＦＰ相变及其热物理性质。实验发现，铁电相到顺电相的变化发生时，热扩散率和导热系数随温度发生异常变化。根据其热物性曲线出现的突变点所确定的相变温度与用电学法测定的居里温度ＴＣ吻合良好。据此，闪光法可以作为研究铁电材料相变的一个新的手段和判据。