多孔介质对太阳池热盐扩散影响实验研究

研究在太阳池底部增设多孔介质水层对太阳池热盐扩散的影响及对水体的传热特性和温度分布的影响.实验结果表明,多孔介质水层可以起到隔热保温作用.测量了石子水层和炉渣水层的热扩散率和导热系数,验证了炉渣水层的隔热保温性比纯水强;通过观测有多孔介质层与无多孔介质层以及不同材质、不同尺寸多孔介质等情况下的盐扩散规律,发现多孔介质层明显抑制了盐的扩散,有利于盐梯度的保持.     

结构保温陶粒混凝土的优化配制及应用

主要讨论了陶粒混凝土强度和保温性能的影响因素,匹配水泥砂浆强度与陶粒强度,得到陶粒混凝土的优化配比,满足CL10结构保温轻集料混凝土的要求.制作的陶粒混凝土砌块,通过孔设计和孔处理,当量导热系数与同密度等级的加气混凝土砌块相当.     

基于离散坐标法对磷石膏空腔内辐射传热的模拟

磷石膏空腔结构对楼盖保温性能有较好的提升。目前对其保温性能的研究主要是传统的二维导热模型,其误差不可忽视。根据辐射传热的离散坐标法,借助Fluent软件对单个磷石膏空腔体进行辐射传热分析,分别得到了考虑磷石膏壁传热与不考虑其传热的两种情况下的空腔内辐射强度场以及空腔内温度场。     

结构因素对动力电池用多孔平板热管性能的影响

基于VOF(volume of fluid)两相流模型,采用计算流体力学(CFD)方法对某款锂离子电池用多孔平板热管的性能进行了仿真研究。分析表明:方孔结构比圆孔结构具有更大的蒸发/冷凝传质率和管内平均流速,6方孔平板热管的当量导热系数比原始6圆孔结构提升了30.5%;热管当量导热系数随内部孔数的增加而增加,但性能提升幅度渐渐变小;在蒸发段参数不变的前提下,热管的性能是由冷凝效果及冷凝段回流效率共同决定,热管冷凝段长度的增大并没有实质性改变热管的冷热端温差,此时所定义的当量导热系数并不能反应热管的实际性能。     

多孔介质内预混气体燃烧稳定操作范围的研究

为优化多孔介质燃烧器设计,考察了多孔介质的物性参数对稳定燃烧速度极限的影响.建立了甲烷/空气预混气体在多孔介质内燃烧的二维数学模型,在FLUENT软件中加入自定义编程,用求解瞬态控制方程的方法对多孔介质内的稳定燃烧进行计算,考察了当量比、多孔介质的辐射衰减系数及导热系数对速度极限的影响.结果表明,当量比从0.55增加到0.9时,速度的最小和最大极限值有明显增加,稳定燃烧的最大与最小速度极限差从0.12增加到0.72;与参考算例相比,当下游区域导热系数增加5倍而上游导热系数保持不变时,稳定燃烧最大与最小速度极限差增加到0.47;上游多孔介质的辐射衰减系数增加而下游辐射衰减系数保持不变,可以达到相对最大的稳定操作范围.     

基于保温性能的磷石膏空腔楼盖内空气层研究

空腔模盒内空气层的存在使得磷石膏空腔楼盖具有较大的保温隔热潜力,常规厚度的空气层对于空腔楼盖的保温性能提高不大。通过对磷石膏空腔内空气对流情况进行分析,确定了磷石膏空腔内空气对流的数学模型。根据Ostrach给出的对流临界Ra数,结合贵阳市冬季气候条件,将傅里叶定律运用于平壁,确定了保温条件下常规尺寸的磷石膏空腔模盒内不发生对流换热的最优空气层厚度为0.02 m,改良了磷石膏空腔模盒。最后运用Fluent软件模拟,验证该工况下空腔内对流换热难以展开。     

无机保温承重砌块正交试验研究

采用质轻环保无机绝热材料玻化微珠和高强度低导热的陶粒为骨料研制出无机保温承重砌块。通过正交试验分析玻化微珠、陶粒、硅灰、石灰掺量对无机保温承重砌块的导热系数、抗压强度的影响,进一步优化发明专利《无机保温承重砌块的制作方法》中无机保温承重砌块的性能,使其保温性能更好,抗压强度更高,满足节能65%的标准要求,实现了保温承重一体化。     

介孔二氧化硅球形孔内近场辐射换热

介孔二氧化硅基材内含不连续且均匀分布的球形孔。由于孔径小于热辐射特征波长,近场辐射作用不容忽视。本文基于涨落耗散理论和并矢格林函数,计算介孔二氧化硅球形孔内的近场辐射换热,由此得到的近场辐射的当量导热系数,将进一步用来修正介孔二氧化硅的有效导热系数。采用稀介质孔隙率加权模型耦合球形孔内近场辐射当量导热系数、孔内受限气体导热系数及介孔二氧化硅基材导热系数,得到介孔二氧化硅的有效导热系数,并进一步考察了孔径和温度的影响。研究结果表明,在介观尺度下,其辐射热流比宏观尺度下要高2~7个数量级。球形孔内近场辐射的热流及当量导热系数随着孔径的增加呈指数衰减,随着温度的升高而增大。介孔二氧化硅的有效导热系数随着孔隙率的增加逐渐减小,随着温度的升高缓慢增加。孔径越小,近场辐射的作用越显著,不容忽视。当孔径大于50 nm时,尺寸效应逐渐消失。     

保温砂浆与普通砂浆基本热传导性能试验研究

为了研究保温砌筑砂浆的保温隔热性能,通过DRP-4A型导热仪测试了自行配置的M7.5保温砂浆和普通砂浆试件在不同含水率和不同温差下的导热系数;实验结果表明,含水率为相同含水率0％～13％的情况下,保温砂浆的传热系数与普通砂浆导热系数比值为0.535～0.741.当温差为14～22℃时,保温砂浆与普通砂浆的导热系数平均比值为0.522.通过试验结果分析,保温砂浆与普通砂浆相比,在相同强度等级时,具有自重轻,保温性能好的特点,可广泛用于建筑自保温墙体砌筑砂浆和粉刷砂浆.     

复合助剂改性泡沫石膏的保温性能研究

以探索制备防火、耐水、保温、便于现场拌制且易于连续铺贴的外墙保温材料为目的,采用石膏为基材,以差皂粉、水泥、引气剂和铝粉膏为复合助剂组分,以导热系数为指标,采用L9(34)正交试验方法,研究了复合助剂对泡沫石膏保温性能的影响。结果表明:复合助剂能有效地降低石膏的导热系数,提高其保温性能,在选定的因素水平范围内,复合助剂改性泡沫石膏的导热系数分布在0.088~0.129 W/(K·m),保温性能良好;当复合助剂的组成为水泥掺量30%,差皂粉掺量0.35%,引气剂掺量50%,铝粉膏掺量1/1 300时,泡沫石膏的导热系数仅为0.088 W/(K·m),保温性能最好。     

陶瓷微球填充型隔热涂料的有效导热系数

利用SEM对一种陶瓷微球填充型隔热涂料进行了分析,在此基础上运用数值单元体法建立了计算其有效导热系数的模型.分别讨论了球壁厚度、球壁有效导热系数及陶瓷微球填充率等3个主要因素对该涂料有效导热系数的影响.为验证计算结果,利用稳态平板法测试了几种隔热涂料的导热系数.研究发现:选用壁面薄的陶瓷微球可制成性能较好的隔热涂料;陶瓷球壁的有效导热系数对涂料的有效导热系数影响很大,前者必须很低,比如小于0.05 W/(m·K),才可显著降低涂料有效导热系数;增加填充率可明显降低涂料有效导热系数;填充陶瓷微球确可改善涂料隔热性能,但程度有限.     

磷石膏空腔模无梁屋盖等效热阻理论分析

磷石膏空腔模无梁楼(屋)盖是以预制磷石膏空腔模为永久性施工内模的整体现浇空心板,具备混凝土用量优于实体板、结构高度小、施工便捷等优势,但对该类新型结构体系的热工性能研究尚鲜见报道,热工设计参数的缺乏阻碍了该结构体系的进一步推广应用。本文以T形截面双向密肋式磷石膏空腔模无梁屋盖为研究对象,建立6种截面高度的传热模型及模拟电路,根据等效热阻理论,计算夏季隔热及冬季保温两种工况的等效热阻,并与实心混凝土屋盖、自保温混凝土屋盖对比分析。研究表明:夏季隔热工况的等效热阻比冬季保温工况大;磷石膏空腔模无梁屋盖的保温隔热性能比实心混凝土屋盖好,但其热阻小于自保温混凝土屋盖临界热阻,基于热工性能的截面形式有待进一步改良。     

高铝多孔隔热耐火材料的制备及热导率研究

主要研究了一种高铝多孔隔热耐火材料的制备过程、显微结构特征、气孔率、常温强度及导热系数等性能.结果表明:随着造孔剂的增加,材料气孔率的增加,体积密度逐渐减小,材料的常温抗折耐压强度逐渐降低,热导率减小.同时随着温度的升高,高铝多孔隔热耐火材料的导热系数也随之升高.高温下闭口气孔率从8.55％降低一半时,其热导率降低近3倍,显示高温下闭口气孔率对热导率的影响更为显著.     

双孔径分布毛细芯有效导热系数实验研究

对环路热管双孔径分布镍芯进行5因素4水平的16组正交化烧结实验研究,测量双孔径分布镍芯的孔隙率和有效导热系数,并与现有的11个多孔介质有效导热系数计算模型进行对比。从控制双孔径镍芯有效导热系数尽可能小的角度,得到由5个烧结参数的最佳水平组成的烧结工艺。结果表明:对双孔径分布镍芯的有效导热系数影响最大的烧结因素是造孔剂含量,其影响指数分别是压制压力和保温时间的1.9和2.2倍;烧结温度和造孔剂尺寸的影响度相当且较小;常用的估算环路热管金属烧结芯有效导热系数的Alexander模型的计算值偏高,Maxwell模型的计算值偏低,在孔隙率为0.5~0.7时,ChernyshevaMaydanik模型与ChaudharyBhandari模型计算值的平均值与双孔径分布镍芯的有效导热系数的实验值拟合更好。     

基于钠基蒙脱石的地聚合物多孔材料的制备及性能

以钠基蒙脱石为成孔介质,偏高岭土、水玻璃为主要原料,制备地聚合物多孔材料,结合压汞(MIP)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对多孔地聚合物的孔结构、微观形貌进行了表征,探究了水胶比、蒙脱石与水比例对地聚合物多孔材料力学性能的影响,并研究了孔结构,评估了该材料的保温隔热性能。结果表明:水胶比为0.55时,地聚合物28 d抗压强度可达58.2 MPa;水胶比增加,地聚合物抗压强度下降;蒙脱石成孔剂掺量增加或蒙脱石与水比例降低,地聚合物多孔材料抗压强度及干密度降低;当成孔介质体积掺量为60%时,地聚合物多孔材料孔隙率为62.6%,抗压强度为0.3 MPa,导热系数为0.104 W/m·K。     

轴心受压开孔薄板弹性屈曲性能分析

由于开孔板件的孔洞周围会出现应力集中,板件易在开孔部位提前进入屈服状态,发生屈曲,进而影响整体结构的稳定性.用Abaqus对开孔板件在轴心受压情况下的弹性屈曲性能进行分析,讨论板件开孔大小以及开孔位置、开孔间距、板件宽厚比、板件尺寸等对开孔板件屈曲性能的影响.在分析参数的基础上,给出轴心受压开孔板件屈曲稳定系数的建议公式.结果表明,开孔位置距离板件短边较近时,板件的屈曲系数明显下降,且随着开孔尺寸的增大影响程度越大;孔间距固定在一定范围时对开多孔薄板的屈曲系数影响较小;板件的宽厚比及其尺寸对轴压薄板的屈曲系数影响不大.     

自保温混凝土-秸秆复合砌块热工性能研究

稻草秸秆作为一种新兴的绿色可再生建筑材料,在农村建筑节能开发中具有广阔的应用前景.设计了一种自保温混凝土-秸秆复合砌块,组成方式为在混凝土小型空心砌块孔洞中填充秸秆芯材.根据传热学基本理论对秸秆填充率分别为30%,35%,40%,45%,50%且长宽比不同的15组混凝土-秸秆复合砌块模型进行热工性能理论计算与模拟.研究结果表明:新型复合砌块的热工性能随着秸秆填充率的增大而加强;秸秆芯材横截面长宽比对复合砌块的传热系数影响很大,长宽比越大,传热系数越小,热工性能越好;当秸秆填充率为50%,且秸秆芯材横截面长宽比在规定范围内最大时,复合砌块热工性能较好,传热系数为0.851 W/(m2·K),保温性能远远好于相同尺寸下未填充秸秆芯材的混凝土小型空心砌块,建筑节能率达到56.2%,充分体现出该新型复合砌块的优越性.     

新型无梁楼盖磷石膏复合空腔层模盒保温隔热性能试验研究

磷石膏空腔模无梁楼盖作为一种新型建筑楼盖结构形式,兼具建筑维护和结构功能。由于楼盖内部含有较多封闭空腔,在不影响建筑结构的正常使用条件下,封闭空腔中的空气减轻了楼盖整体的自重,同时减少了热量的传播,比传统的现浇混凝土实心楼盖拥有更好的保温隔热性能。通过分析计算和FLUENT模拟发现,当封闭空腔内空气层厚度小于等于20 mm时,基本不发生对流换热,基于此提出新型无梁楼盖磷石膏复合空腔层模盒。通过稳态传热试验,测定了高度300 mm的新型磷石膏模盒总热阻和传热系数,并将新型磷石膏模盒试验数据与相同工况下现有常用同规格磷石膏模盒试验数据进行比较。结果表明,在相同工况下,新型磷石膏复合空腔层模盒保温隔热性能显著优于传统单空腔模盒。     

玻化微珠保温砂浆碳化后基本性能

无机保温材料玻化微珠保温砂浆实现了保温隔热性能与系统防火安全性的平衡,近年来在内外保温系统上的应用迅速增加,其在外界环境作用下的性能稳定性及劣化机理也受到了关注。为研究其抗碳化性能,选定保温砂浆的最优配合比,进行了不同碳化龄期的室内快速碳化试验,测定碳化后的基本性能指标导热系数、抗压强度;对碳化前后的保温砂浆试块进行X-Ray衍射试验和微观形貌分析,研究其变化规律,进一步揭示保温砂浆的碳化机理。试验结果表明:相同碳化龄期下,"保温砂浆+抗裂砂浆"保温系统的碳化深度比保温砂浆小20%,保温系统的抗碳化能力优于保温砂浆;碳化前期(0~7 d),保温砂浆的导热系数和抗压强度增大较快,随着碳化龄期的增大,导热系数的变化率由最初的3.64%降低为2.68%,抗压强度的变化率由最初的12.08%降低为9.14%,28 d碳化作用后,导热系数和抗压强度相较于碳化前分别增大了8.55%和29.38%;保温砂浆碳化后的产物主要是CaCO_3,孔隙中Ca~+离子的析出,主要由Ca(OH)_2分解补偿。     

砖孔内贴保温层对空心砖外墙保温性能的影响

针对提高空心砖外墙保温性能有利于降低建筑能耗的问题,本文采用有限容积法,研究了空心砖孔内贴10 mm保温层对建筑外墙保温性能的影响,并进行了三维复合传热的数值模拟分析。文中选取12种具有不同孔洞数和排列方式的240 mm×115 mm×90 mm空心砖、4种不同导热系数的保温材料、两种厚度的空心砖外墙(24墙和37墙)作为研究对象。研究结果表明:砖孔内贴保温层可以有效提高墙体保温性能,24墙的墙体保温性能提高19.1%~59.3%,37墙的墙体保温性能提高16.9%~58.3%,尤其对于开孔率较大的砖型,采用该方法节能效果显著。