粉质黏土导热系数变化规律及模型预测

为了研究与电缆载流量相关的土体导热系数,以上海奉贤区某施工现场粉质黏土研究对象,使用KD2 Pro型热特性分析仪,采用热线法测定较广温度范围(5～90℃)和含水率范围内(干燥～饱和状态)重塑土样的导热系数变化,并运用修正的颗粒间接触传热(IPCHT)导热系数模型对试验结果进行了预测分析.结果表明:非饱和上海黏土在较低温度下(≤60℃)的导热系数随其含水率增加的变化幅度相对较小;较高温度下(60℃)土样含水率对导热系数的影响较为显著.而对于饱和土样,其导热系数对温度的变化不太敏感.低于90℃时IPCHT模型预测非饱和黏土土样的导热系数效果比较理想,90℃时该模型的预测值和实际值有偏差,经传质增强因子修正后符合工程要求,但对饱和上海黏土导热系数的预测结果偏差较大.研究结果有助于进一步建立饱和上海黏土导热系数模型与电缆载流量的有限元模型.     

含盐冻土冻结温度及导热系数试验研究

为研究粉质黏土含盐量和初始含水率对热物理特性的影响规律,通过开展室内温度试验测得不同含盐量和含水率粉质黏土的冻结温度和导热系数,分析了不同因素对含盐粉质黏土冻结温度和导热系数的影响。结果表明：NaCl含盐粉质黏土冻结温度及过冷温度随含盐量增加均呈线性降低,而Na₂SO₄含盐粉质黏土均先降低后略增加,两种含盐粉质黏土导热系数均随含盐量的增加而减小;冻结温度及导热系数均与初始含水率成正相关关系,低于饱和含水率时含水率对冻结温度的影响占主导作用,超过时含盐量成为主要影响因素,且随着含水率增加两种含盐土导热系数增加速率均变缓。同时给出了不同条件下冻结温度和导热系数的经验公式,将水-盐-温度变量与冻结温度和导热系数建立起联系,为含盐土壤分布地区工程建设提供参考。     

巨尾桉与青杨热学参数影响因素的实验研究

木材热学参数在木材干燥的理论研究中十分重要。由于种种原因,绝大多数木材热学参数都是一片空白。利用准稳态法测量了不同含水率下巨尾桉和青杨径向和弦向的导热系数和比热。试验结果表明含水率在巨尾桉和青杨的热学性质的影响因素中起主要作用。其热学参数与含水率成曲线关系,且随含水率增加导热系数、比热增大,导温系数减小。通过回归分析得到了相关度0.98以上导热系数、比热的经验公式,并与现有文献中的公式进行了比较。     

岩土体导热系数研究进展

岩土体导热系数在与地热有关的地质基础研究和生产应用中有重要作用。首先介绍了导热系数的概念,然后分析了导热系数的受控因素,最后探讨了导热系数的测定方法。导热系数的受控因素包括地层岩性、孔隙率、含水率、温度以及各向异性。导热系数随地层岩性从大到小排列为海相碳酸盐岩、陆相碎屑岩、火成岩,变质岩导热系数与母岩和变质程度有关;同种岩层的导热系数随沉积过程延续或深度增加而增大;含水率对软弱岩石的导热系数影响较大,导热系数随含水率增大而增大,对孔隙度较大的岩层需进行饱水校正;不同岩性的导热系数随温度的变化较复杂,在应用中需结合实际地层考虑;由于结构面的存在,岩体的导热系数存在各向异性。导热系数的测定方法包括现场测试法、室内测试法、组分类型辨别法以及利用P波速度估算等。利用现场数据求解导热系数时常使用线热源模型和柱热源模型;室内测试法包括稳态测试法和非稳态测试法,分别应用于中低导热系数材料和高导热系数材料;对于组分类型辨别法,平行板式相分布的物体导热系数是各向不等的,热传导方向与平行板平面平行和垂直时分别具有最小和最大总体导热系数;对地下无法直接测量的地质单元,可利用P波速度估算导热系数。要得到准确的导热系数,须基于岩土体的导热系数范围和样品特征选取正确的测定方法。     

秸秆草砖保温性能研究

采用DRY-300 F型导热系数测定仪,对不同配比的秸秆砖试件进行导热系数测定.通过对试验结果的对比分析得出：秸秆草砖含水率越小,导热系数越小,保温效果越好;黏土和水泥中分别加入定量的秸秆,可以提高不同配比秸秆砖试件的保温效果.秸秆草砖导热系数小,作为保温材料使用,能够明显提高建筑的保温隔热性能.     

含水率及温度对钢渣泡沫混凝土导热系数的影响

为充分利用固废资源,探究钢渣应用于无机保温建材领域的潜在价值,用等量钢渣替代水泥制备钢渣泡沫混凝土,采用重湿度法考察含水率对其导热系数的影响;通过改变导热系数测定仪热板温度研究温度和其导热系数的关系;通过施加周期性的温-湿度模拟自然环境的变化,研究在自然环境下钢渣泡沫混凝土导热系数的变化规律。结果表明:钢渣泡沫混凝土的导热系数随含水率的增加而增加,但是增加趋势越来越小;随温度的升高而升高,且二者之有良好的线性关系;随周期性温-湿度循环次数的增加,导热系数越来越大,但增加的趋势越来越小。     

含相变储能材料石膏板的物理力学及热工性能

为优化掺加相变储能材料(CPCM)的石膏板性能,针对实际应用环境条件,通过正交试验研究了温度、湿度等外界条件的变化对掺加CPCM石膏板的物理力学性能及热工性能的影响．结果表明,试件的抗压强度和抗折强度随着CPCM掺量的增大而降低;随钢纤维掺量或含水率的增大而增加．在不同的温度条件下,各影响因素的变化对导热系数变化的影响主次顺序不同．石膏板内部相对湿度及钢纤维掺量的增加有利于提高其导热系数,而CPCM掺量的增加会降低其导热系数．石膏板的导热系数随着板体初始温度的变化而改变,在CPCM相变温度区间的石膏板导热系数最大．     

窗墙比和体形系数对建筑全年动态负荷的影响

以济南某学校办公建筑为研究对象,运用DeST-c动态负荷模拟软件对该建筑的全年总能耗进行了模拟,研究了窗墙比、体形系数和朝向对全年总能耗的影响;分析了相同朝向和相同窗墙比的条件下体形系数对能耗的影响;阐明了在体形系数一定、朝向一定时建筑全年总能耗随着窗墙比的变化趋势.结果表明:三者中窗墙比对建筑的全年能耗影响最大,并且成正比关系.     

填土含水率对挡土墙土压力影响的实验分析

填土的含水率对土体抗剪强度指标有重要影响,进而影响到土压力的计算,从而影响到挡土墙的稳定性能。本文在前人研究含水率对非饱和性填土抗剪强度参数影响的研究基础上,利用ZJ型直剪仪对土样进行剪切试验,结合强度理论相关知识得出了抗剪强度参数C和φ,继而对实验结果进行数值模拟确定了含水率影响C和φ的影响系数,得出拟合优度良好的含水率粘聚力、含水率内摩擦角的关系式。在对土样利用万能试验机进行加压试验时,保持土样颗粒级配及填土的密实度基本一致,仅改变填土的含水率,研究了不同含水率的填土对挡土墙性能的影响。实验中发现,随着实验加压力的增大,填土的可压缩性与填土含水率呈现非线性关系。可压缩性首先随着含水率增大而增大,当含水率达到某一值可压缩性又有所下降。实验最后根据朗肯理论计算填土各种含水率状态下挡土墙所受到的土压力,对结果进行数值模拟得出含水率主动土压力、含水率被动土压力之间的关系式。     

粉煤灰陶粒轻骨料混凝土导热系数的研究

研究了不同导热系数测定方法、干湿状态、水灰比对粉煤灰陶粒轻骨料混凝土导热系数的影响。结果表明:采用防护热板法和脉冲法测量出的导热系数值相差不大;饱和状态下粉煤灰陶粒轻骨料混凝土的导热系数大于干燥状态下的导热系数;粉煤灰陶粒轻骨料混凝土的导热系数随水灰比的增大而减小。     

生土围护结构的等温吸湿性能的实验研究

生土围护结构建筑是一种独特的生态型居住建筑．为了定量地研究其室内热湿环境，确定生土围护结构建筑材料的热湿物理性质参数是一项基础工作．建筑材料的吸湿特性可以用材料的等温吸湿曲线表征，本文通过实验研究了生土围护结构建筑材料的等温吸湿过程，利用计算机软件进行了曲线拟合，得到了生土建筑材料的等温吸湿曲线函数关系式，为定量地研究生土建筑室内热湿环境莫定了科学基础。     

非均匀吸放湿过程对建材导热系数的影响

在针对含湿建材导热系数的研究中，预测模型一般假设材料含湿均匀，试验测量多采用均匀增湿方案，但实际使用过程中，受室内外湿度及气象条件影响，造成吸放湿过程中湿组分非均匀分布，相同含湿量下吸放湿过程中的材料导热系数存在差异。通过对孔隙特征不同的加气混凝土(AAC)、发泡水泥(FC)、红砖(RB)材料进行增减湿试验，控制试件在试验环境中的放置时间获得质量含湿量不均匀的试件，选择瞬态导热系数测量方案，通过分析含湿多孔建材增/减湿全过程导热系数变化趋势，研究非均匀湿分布材料导热系数变化特性。结果表明：AAC、FC、RB加湿过程导热系数相较干燥状态下分别增长了279%、266%、106%。增减湿过程中，含湿量相同的AAC导热系数差值范围约为-20.2%~63.4%，FC差值范围约为14.5%~53.3%，RB差值范围约为-18.0%~37.4%。     

玻化微珠保温砂浆的吸放湿及导热性能

针对湿热地区潮湿气候作用下建筑保温砂浆受潮的规律,采用天平称重法对玻化微珠保温砂浆进行了自然状态吸放湿实验,并采用热湿气候风洞实验法对其质量平衡含湿率进行测定,进而采用平板法对其湿平衡状态下的导热系数进行了一系列测试分析。结果表明,在南方地区潮湿气候条件下玻化微珠保温砂浆质量平衡含湿率约为3．55％;湿平衡状态下玻化微珠保温砂浆导热系数修正系数在1．04～1．11之间,平均值为1．08,考虑受潮现象的复杂性,建议在实际建筑工程节能设计时,该修正系数宜取1．10。     

温度和含湿量对建筑材料导热系数的影响

导热系数是建筑材料最重要的热湿物性参数之一,温度和含湿量均能够对其产生影响。当温度和含湿量中的一个因素被确定后,一元线性函数通常被用来描述另一个因素对导热系数的影响。然而,实际情况下二者对导热系数的影响是同时存在的。采用防护热板法对聚苯乙烯泡沫（EPS）、岩棉、混凝土、胶粘剂和抹面胶等5种典型建筑材料在不同温度和含湿量下的导热系数进行测试。结果表明,对上述材料而言,二元线性函数可以用来描述温度和含湿量对导热系数的影响,且温度和含湿量之间的交互作用可以被忽略。对于EPS和岩棉等弱吸湿弱毛细材料而言,可以将二元线性函数简化为仅与温度相关的一元线性函数。     

气象参数对成都地区办公建筑能耗的影响及预测

气象参数是影响建筑热环境和供暖空调能耗的主要因素之一。基于成都地区1971—2000年共30 a的历史观测数据,生成了建筑能耗模拟软件EnergyPlus所需要的逐时气象数据文件。比较分析了该地区30 a干球温度、太阳辐射等各气象参数月均值的变化,模拟分析了该地区建筑的采暖、制冷及总能耗,利用多元回归建立了建筑能耗与气象参数之间的关系式,并检验了该关系式的准确性。结果表明：成都地区办公建筑能耗变化与各气象参数没有呈现明显的规律性;建筑月总能耗与各气象参数呈纯二次多项式关系,月采暖能耗、月制冷能耗与各气象参数呈交叉二项式关系;建筑月能耗回归模型能够较准确地预测建筑月能耗与各气象参数的关系,且月采暖能耗和月制冷能耗回归模型预测的准确性优于月总能耗模型。     

西藏地区太阳能采暖建筑热工性能优化研究

西藏地区太阳能资源非常丰富且冬季温度低,该地区非常适合大面积推广太阳能采暖系统,以达到节能减排的目的。但是由于实际大部分太阳能采暖工程,忽略了建筑围护对太阳能主动式采暖系统初投资与运行费用的影响,造成了太阳能主动式采暖系统初投资过高、太阳能保证率低。为了分析建筑热工性能对太阳能主动式采暖系统的影响,笔者利用数值模拟方法,将建筑热工性能与主动式太阳能采暖系统作为一个整体进行计算分析,利用初投资费用最低与全寿命周期总费用最低两个目标函数,对主动式太阳能采暖建筑热工性能的保温性能进行优化。结果表明,提高建筑围护结构热工性能,不仅可以降低太阳能采暖建筑的采暖运行费用,而且可降低整个系统的初投资。     

原油管道热经济性动态评价

基于热传导理论和优化分析方法,提出了原油管输过程热经济性定义、评价参数、评价方法,并实例介绍了建立动态评价曲线的过程,讨论了评价曲线的特点.评价曲线基于优化分析结果.应用评价曲线可以确定热经济性良好的输量范围,预测经济加热耗油指标,动态评价当前输量下管道总体热经济性程度,动态评价输送方案的合理性,并及时动态提出优化调整方案.根据全线实际加热耗油量,还可动态评估热站的综合运行效率.误差分析则表明,在评价曲线输量范围,即使土壤含水率和导热系数较大,输量变化对K值从而对评价曲线的影响是有限的,应用基于反算K值建立的动态评价曲线是可行的.     

住宅建筑采暖空调能耗模拟方法的研究

住宅建筑的采暖空调能耗受室内居住人员行为方式的影响,在调查研究基础上,确定了两种反映室内居住人员行为方式的计算模式。在两种不同计算模式下,利用建筑热环境模拟工具DeST对上海地区同一住宅建筑能耗进行模拟,并将模拟结果与调研结果进行比较,分析计算模式对上海地区住宅建筑采暖空调能耗大小的影响,从而获得能正确反映上海地区住宅建筑采暖空调能耗大小的模拟计算方法。此方法可用于上海地区住宅建筑采暖空调的能耗分析与评价,并正确指导住宅建筑的节能设计。     

微波辐射下含水率对混凝土力学性能影响

微波辅助混凝土骨料回收是一项污染少、能耗低的新型绿色技术,是近年来国内外研究的热点方向。为探究微波辐射条件下含水率变化对混凝土加热效果及强度弱化的影响规律,分析微波加热完成后混凝土内部骨料与砂浆的分离效果,采用不同加热路径对混凝土试块进行加热,获得试块的升温特性,并利用单轴压缩实验得到不同含水率试块加热完成后的抗压强度。试验表明,微波辐射功率和含水率是影响混凝土破碎的两个重要因素,试块在含水率相对较高时,采用高功率微波连续加热混凝土,试块在短时低温下就会爆裂,骨料与砂浆分离界面明显,可以从破碎后的混凝土中剔选出来较多砂浆附着率低的完整骨料。文章通过探讨微波辐射下含水率对混凝土强度弱化的影响规律,为微波辅助混凝土再生技术的进一步发展提供参考与借鉴。