考虑多因素影响的混凝土导热系数试验研究

混凝土是一种多相复合材料,其导热性受温湿度、孔隙率、骨料体积分数、龄期等多个因素的综合影响。通过试验研究了不同温度、饱和度、孔隙率、骨料体积分数、龄期等因素变化条件下水泥砂浆、骨料和混凝土导热系数的变化规律,结合Wiener边界理论,提出一种包含多因素影响的混凝土导热系数预测模型,分析了各因素与混凝土导热系数的相关性。结果表明,混凝土导热性的各影响因素之间具有明显的耦合作用特征,即混凝土含水率越高,温度变化对其导热性的影响越显著;混凝土导热系数随饱和度增大而增加,孔隙率越大,增幅越明显;随着骨料体积分数的增加,导热系数增大较明显。     

常温土壤导热系数的试验及预测研究

探究土壤导热系数的变化规律，对地源热泵系统和土壤储热等领域具有重要意义。利用TEMPOS热性能分析仪对不同干密度、不同饱和度下黄土和砂土导热系数变化规律进行研究。结果表明，饱和度、干密度均对土壤导热系数影响显著，黄土、砂土的导热系数随饱和度的增加总体呈增大趋势，但黄土和砂土的导热系数变化规律差异明显；黄土和砂土的导热系数随干密度的增大而增加，但黄土较砂土变化幅度较小。根据试验数据对16种预测模型进行评价，结果表明，CCM模型表现最好。     

孔隙水饱和度对混凝土碳化特性的影响

为研究孔隙水饱和度对混凝土碳化特性的影响,提出了孔隙水饱和度预处理方式,设计了孔隙水饱和度为45.8%、58.5%、73.9%、83.8%的四组混凝土快速碳化试验,运用酚酞指示剂法和模拟孔溶液法测试了不同孔隙水饱和度混凝土试件的碳化深度及碳化程度,并建立了基于孔隙水饱和度的混凝土碳化深度影响系数。结果表明,孔隙水饱和度对混凝土的碳化深度具有显著影响,在45%~85%范围内与碳化深度基本成反比关系;对混凝土碳化起决定作用的是孔隙水饱和度,而不是环境的相对湿度,按照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行快速碳化试验时,不宜直接采用外部环境相对湿度表征孔隙水饱和度的影响;孔隙水饱和度对混凝土不同碳化区域碳化程度的影响并不相同,在碳化反应稳定区内碳化反应程度与孔隙水饱和度正相关,而在非稳定区内碳化反应程度与孔隙水饱和度负相关。研究成果为深入分析混凝土碳化特性奠定了基础。     

含水率对工程常用土导热系数影响的试验研究

岩土的导热系数对工程施工和工程运行有较大影响,研究不同含水率条件下的导热系数变化规律对岩土的导热理论和工程实践具有重要意义。根据《土工试验规程》制备出粗砂、中砂、细砂、粉砂和粘土等5种工程常用土,试验分析了不同含水率时的导热系数变化规律,并根据试验结果得到5种土导热系数随含水率变化的拟合公式。结果表明,5种土的导热系数均随含水率的增加呈非线性增加。含水率在0~15%时,导热系数由大到小顺序依次为粗砂、中砂、细砂、粉砂和粘土;含水率超出20%时,中砂、细砂、粉砂的导热系数变化趋于平缓并呈轻微下降趋势;含水率大于25%时,粘土导热系数呈下降趋势。     

新浇筑混凝土热学参数现场试验与分析

寒冷地区自然入仓情况下混凝土浇筑温度难以得到保障,高拱坝需要较好的完整性才能保障结构的安全,不建议长间歇,由此需要准确地计算分析寒冷地区极端条件下的浇筑温度保障措施。由于新鲜混凝土自由水分含量与老混凝土存在较大区别,因此新浇筑混凝土表面等效热交换系数、导热系数、导温系数与老混凝土也可能存在较大差别,需要进行试验确定。因此,针对新浇筑混凝土布置试验,对距离坯层表面不同位置混凝土温度进行监测,提出相应的参数反演方法,对混凝土导热系数、导温系数和表面等效热交换系数进行反演分析。结果表明,新浇筑混凝土表面等效热交换系数、导热系数、导温系数与老混凝土存在较大差别,导热系数和导温系数为老混凝土的1.67倍,裸露时新浇筑混凝土表面等效热交换系数则为老混凝土的7.78倍。这些差异造成的计算误差足以影响施工措施的制定。该试验结果可以为坯层浇筑期间混凝土温度变化计算提供参考。     

孔隙率与含水率对砂质土样导热系数的影响

鉴于研究岩土体导热系数的变化规律及影响因素,对岩土的导热理论和工程实践的现实意义,利用热探针测定了不同孔隙率和含水率条件下的砂质土样导热系数,分析其变化规律,并用1stOpt软件得到孔隙率、含水率与导热系数的拟合公式。计算结果与试验结果表明,导热系数随孔隙率的增加而减小,随含水率的增加而增大,且在一定含水率下,导热系数随孔隙率的增加呈线性减小,孔隙率为0.468~0.511时,导热系数降幅为20.19%;在一定孔隙率下,导热系数随含水率的增加呈非线性增长,含水率0~10%时,导热系数增幅为338.38%,含水率10%~15%时,导热系数的增幅为8.83%。     

突变热环境中桌面风扇作用下的热舒适研究

为了研究温度突变工况下使用风扇对人体热舒适的影响,在人工环境实验室内,营造了不同的温度突变环境(34℃-26℃-34℃、34℃-28℃-34℃、34℃-30℃-34℃)对20名青年受试者开展了人体热反应的实验研究。实验对比分析不同工况下受试者心理和生理反应的变化。实验结果表明,温度突降时,会出现“冷感超越”现象,且温差越大,超越现象越明显,热感觉稳定时间更长。使用桌面风扇可以使热感觉更快地达到稳定。皮肤温度也随温度突变发生显著变化。同时得到受试者在三种不同温度工况下的偏好风速,发现使用风扇能显著改善热湿环境中受试者的热舒适。     

单因素方差分析在测定导热系数中的应用

针对文献中西葫芦类果蔬在不同温度下(5,10,15,20,25℃)的导热系数,结合数学统计方法,应用R软件,通过单因素方差数学模型进行分析和计算,结果表明:温度对导热系数影响显著;同时通过调用plot()函数,从绘制的箱线图中也可以判断出温度对导热系数具有显著性影响,从而为果蔬的冷藏保鲜提供了理论依据。     

城市垃圾与煤混烧飞灰的熔融特性

对城市垃圾与煤混烧飞灰进行旋风熔融试验,分析了不同熔融温度条件下熔渣的微观形貌及重金属行为.结果表明,熔融温度是影响混烧飞灰旋风熔融特性的重要参数.在较低熔融温度下(1250~1300℃),试样仅发生烧结反应或部分熔融;熔融温度较高时(1400℃),可使飞灰试样完全转化为玻璃态.在1250~1400℃范围内,Ni、Cr、Cu、Co和Mn的固溶率随熔融温度的升高而呈缓慢增长趋势;当熔融温度超过1350℃时,旋风熔融可显著地提高飞灰中难挥发性重金属的固溶率;熔融温度变化对As、Pb、Cd和Zn的固溶率影响显著.Pb的固溶率在1350℃时最高,为41.50/0;Cd的固溶率在1300℃时达到最大值33.300/.     

保温用天然生物质材料的热湿特性

实验分析一些廉价天然材料(椰壳和花生壳)的导热特性。利用同心球稳态测量方法测量确定椰壳和花生壳的导热系数,以及导热系数随温度的变化规律,同时以硅酸铝纤维材料为标准试样,与天然材料的导热性能进行对比分析。还对这些材料的低温吸湿作了初步测试,分析此类材料作为低温绝热材料的吸湿特性。研究结果表明,所有材料的导热系数均随温度的升高而增大,且增大速率都近似相等。影响天然生物质材料导热性质的因素主要有：纤维或多孔固体材料中的导热、孔隙中空气的对流换热,如果温度足够高的话,还有辐射换热。     

水源CO2热泵的全工况性能与匹配性分析

通过对60kW水源CO_2热泵的实验测试,在获得的911组实验数据的基础上,建立了用于反映热泵系统性能和循环参数随运行工况变化趋势的BP神经网络拟合模型,综合分析了系统在供水温度为55~100℃、回水温度为10~50℃、热源温度为5~50℃和电子膨胀阀开度为50~400步的全工况范围内的性能,从而为该类型热泵系统性能的预测和系统设计提供了数据参考。在对四种工况下,即15/55/15℃、15/90/15℃、15/90/30℃和30/90/30℃时系统运行参数的比较分析的基础上,定性评价了系统在全工况范围内的匹配性。     

高温电加热下电阻率与导热系数随温度变化的传热过程模拟

高温、电加热条件下电阻率与导热系数随温度变化明显,因此研究在此条件下的热传导具有十分重要的意义.运用MATLAB中的PDE工具箱,对高温条件下,几种不同材料的发热导体电加热过程中导热系数、电导率变化所引起的导热等问题进行了数值求解.结果表明:当发热导体半径R＞5 cm时,温度的变化对发热导体的导热系数和电导率影响显著.     

水源热泵热水器实验研究

水源热泵技术利用少量电能将地表水或地下水的低品位能量转移至高品位,目前正成为节能领域的研究热点.针对水源热泵变冷凝参数的相关研究缺乏的现状,通过搭建水源热泵热水器实验台进行了相应实验研究.在水流量Q为0.7~1.3 m~3·h~(-1),进水温度t为15~30℃范围内,对系统功耗、制热量、制冷量、热泵性能系数COP等参数进行了测量.实验结果表明,在水流量为1.1 m~3·h~(-1),进水温度为20℃时,COP达到最大值,系统平均热泵性能系数COP_(ave)为3.23,此时系统处于最佳运行工况.由此可知,寻找系统的最佳运行工况对热泵系统设计和实际工程应用具有重要的意义.     

砂土导热特性及表观热导率预测关联式模型

以细观尺度假设条件下砂土多孔/颗粒介质周期性单元结构为几何模型,采用COMSOL Multiphysics软件开展针对不同孔隙率和饱和度、不同边界条件下,固-液-气三相砂土稳态热传导过程有限元数值实验。研究结果表明,砂土热导率随孔隙率的增加而降低,随饱和度的增加而增加,变化速率均逐渐减小;相同孔隙率和饱和度工况下方形单元结构采用恒壁温+绝热+第3类边界条件的组合方式时,热导率反向计算结果最优;基于数值实验结果建立的砂土热导率与孔隙率、饱和度之间的指数、幂律函数关系式计算获得的热导率在低、高饱和度区与实验回归模型预测结果吻合度较高;与理论和试验研究相比,数值模拟/实验可以有效表征孔隙/颗粒尺度砂土导热特性,进而以土壤物理参数为基础建立具有较高精度的砂土表观热导率预测关联式模型。     

基于格子Boltzmann方法的非饱和土体导热系数研究

以非饱和土体为研究对象,通过四参数随机生长法(QSGS)对土体的微观结构重构。根据土体各相及相间的热传导方程,建立求解非饱和土体有效导热系数的数学模型。基于格子Boltzmann方法的D2Q4模型对该模型进行求解。研究结果表明:土体的有效导热系数随饱和度的增加而增大,且冻土的变化幅度远大于未冻土。土体的有效导热系数随孔隙率的增加而减小,孔隙率较小时其下降速率较快。在土颗粒分布均匀、各向同性且孔隙率相等的情况下,土颗粒大小对土体有效导热系数的影响不显著。当片状土颗粒排列平行于传热方向时,其有效导热系数要大于排列垂直于传热方向的土体。     

地质参数对中深层地热井长期取热特性影响分析

基于中深层地热井换热原理,数值分析不同地质参数下中深层地热井在长期运行过程中单井取热量、能效系数、热泵机组COP以及岩土温度的变化情况.研究结果表明:岩土导热系数对长期运行期间的单井取热量、能效系数的下降比例影响较大,且岩土导热系数越小其下降比例越大.岩土导热系数为2.0 W/(m·K)时,第30年的单井取热量、能效系...     

CuO-ZnO混合纳米流体导热系数影响分析

采用"两步法"制备了质量分数分别为1.0%,2.0%,3.0%,5.0%的CuO-ZnO混合纳米流体,制备过程中不添加分散剂。混合纳米流体选用乙二醇与去离子水作为基液,二者质量比(φv=EG:DW)分别为20:80,40:60,50:50,60:40和80:20,CuO与ZnO的质量比为温度范围从25℃到60℃,研究了不同比例基液、温度和质量分数对纳米流体导热系数的影响。结果表明:导热系数随混合纳米流体质量分数和温度的升高而增大。在温度为60℃时,质量分数为5.0%,基液比例φv为20:80的混合纳米流体导热系数增幅最大为26.1%。混合纳米流体的导热系数随乙二醇比例的增加而降低。实验还发现混合纳米流体导热系数与基液比例呈线性关系。     

耐火材料导热系数与炉内温度的关系及其炉壁温度计算

多层耐火材料结构式工业炉炉壁耐火材料的导热系数随其炉内温度的变化而不同。针对平板炉壁型、矩形截面炉壁型和圆筒形截面炉壁型3种不同形状结构的工业炉，介绍了多层耐火材料结构式工业炉炉壁耐火材料在炉内温度变化条件下炉壁温度分布的计算方法。给出了实际计算例。     

基于物理参数反演的木质颗粒声学特性研究

声学技术可用于非侵入式地测量木质颗粒的温度。为建立堆积生物质的声学测温模型,有必要对堆积生物质的声学特性进行研究。木质颗粒被视作刚性框架多孔介质,选择Johnson-Champoux-Allard（JCA）模型和Pàde近似模型作为木质颗粒的声学模型,利用阻抗管法测量木质颗粒（厚度100 mm）在频率范围为200 ~ 1 500 Hz的声波垂直入射时的声表面特性阻抗和吸声系数,使用Nelder-Mead算法和遗传算法对声表面特性阻抗和吸声系数的代价函数进行优化计算,确定模型中的物理参数。基于所建立的声学模型计算木质颗粒在不同频率和不同温度下的声速。结果表明,声波在木质颗粒之间的孔隙中的传播存在频散现象,室温23℃时,木质颗粒中的声速处于200 ~ 220 m/s范围内,此后随温度的增加,速度的变化梯度只有空气中声速随温度变化的一半,与已有研究的实验结果保持一致,验证了使用多孔介质声学理论建立堆积生物质测温模型的可行性。     

太阳能制冷吸附材料导热系数实验研究

设计了一套测定堆积状态下不同尺寸吸附材料导热系数的实验装置,对吸附剂有效导热系数随颗粒尺寸及温度的影响进行实验分析。结果表明:硅胶的导热系数随粒径的增大而增大,SAPO-34的导热系数随粒径的增大而减小,且两者的导热系数均随温度的升高而增大,硅胶的导热系数整体大于SAPO-34的导热系数。