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《华南理工大学》 2011年
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多孔建筑材料表面换热系数的风洞实验研究

李宁  
【摘要】:建筑外表面换热系数是建筑能耗分析的重要参数,又是模拟城市风环境和热环境的重要边界条件,对研究室内外热舒适性以及城市高温化及热岛效应等问题都有重要意义。现今,外表面换热系数在热工计算中各国均取为定值,对于其包含各分项,尤其是相变存在情况下各表面换热系数的动态研究少之又少。 蒸发相变换热普遍存在,对于多孔建筑材料,但凡降雨吸湿过后,在外界气候条件的综合作用下,一般均会发生强度不一的蒸发,尤其在夏季,蒸发更加强烈。蒸发能带来冷却降温效果,蒸发过程中材料的换热情况也与干燥状态大不相同,因此研究多孔建筑材料在蒸发过程中的动态表面换热系数,对建筑节能具有重要的理论和实际意义。本文利用热湿气候风洞对此问题加以探索。 全文主要从两大方面展开:其一,风洞控制系统的改造完善及精度评价;其二,蓄水材料蒸发时动态表面换热系数风洞实验方法的提出及实验研究。 首先针对本中心热湿气候风洞实验室现状,自主设计开发了一套智能集成控制系统,以更好地实现对室外环境的模拟控制,并实现对测量参数和热工计算结果的运算处理及动态展示。控制台以动画形式实时显示风洞内部各控制设备的运行状态,动态跟踪描绘热工参量的逐时刻变化曲线,自动采集并计算结果,是一套高精度的全自动智能控制系统。 针对新集成的系统,对其控制精度进行了必要的评价。结合风洞实际情况,借鉴最新的非统计不确定度评定方法,在控制的全范围内,分别选用灰理论和熵理论大样本法对动态及稳态控制工况进行精度评定,具体给出了每一种工况下系统对环境四参数的控制精度,结果表明,系统对建筑气候区划Ⅰ~Ⅴ区典型城市夏季典型气象日的动态模拟控制精度方面,除了温度测量数据分散性及与控制值的偏差较大外,相对湿度、太阳辐射照度和风速的控制均已达较高精度;稳态控制,高温工况数据的分散性及与控制目标的偏差较大,低风速工况数据的分散性较大,而相对湿度、辐射照度控制精度较高。总体来说,风洞已经具备动态实验气候的复现能力,可以开展后续研究。 利用热湿气候风洞技术,提出多孔建筑材料在蓄水蒸发过程中外表面各换热系数的实验求算方法。基于一维动态传热传湿原理,将多孔的土壤热流密度传感器引入风洞中,在材料外表面建立热平衡方程,由牛顿冷却定律求得表面蒸发换热系数、对流换热系数和辐射换热系数的逐时动态值。该方法是对材料热湿耦合传递过程中热湿物性参数动态测试方法的探索,将为建筑热工领域相关问题的研究提供一条方便实用的道路。 选取三种不同的多孔建筑材料,分别为人行道透水砖、佛甲草-土壤轻型卷铺屋面和节能外墙多孔饰面砖,在风洞中进行不同建筑气候分区代表城市夏季典型日的实验测试,通过横向和纵向的一系列比较,详细分析并总结了材料在蒸发过程中,外表面各换热量的变化规律、相互影响及大小关系,给出了蒸发换热系数、对流换热系数、辐射换热系数的逐日、逐时平均值。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU502

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 许伊那;多孔材料饰面建筑构件的被动蒸发冷却研究[D];华南理工大学;2012年
2 刘习康;淋水饰面砖墙性能实验研究[D];华南理工大学;2012年
3 孙懿璘;加气混凝土隔热屋面热工性能的实验研究[D];华南理工大学;2013年
4 冯燕珊;建筑多孔饰面砖动态蒸发过程的风洞实验研究[D];华南理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王波,霍亮,高建明;透水性地砖蒸发试验研究[J];四川建筑科学研究;2004年03期
2 刘文燕,黄鼎业,华毅杰;混凝土表面对流换热系数测试方法探讨[J];四川建筑科学研究;2004年04期
3 张建荣;周元强;林建萍;刘照球;;混凝土结构对流换热效应的研究[J];四川建筑科学研究;2007年03期
4 张建荣;刘照球;刘文燕;;混凝土表面自然对流换热系数的实验研究[J];四川建筑科学研究;2007年05期
5 李龙根,刘桂雄;基于熵概念的现代精度评价方法研究[J];佛山科学技术学院学报(自然科学版);2003年03期
6 张玉祥;贯彻《测量不确定度表示指南》须研究解决的几个问题[J];飞行器测控学报;2001年02期
7 阎华,刘桂雄,郑时雄;基于熵不确定性概念的机器人位姿精度理论(一)——评价指标体系的建立[J];光学精密工程;1999年01期
8 刘桂雄,阎华,郑时雄;基于熵不确定性概念的机器人位姿精度理论(二)——主要评价指标公式推导[J];光学精密工程;1999年02期
9 张泠,汤广发,陈友明,张木丹,符燕;一种测定建筑墙体外表面换热系数的实验方法[J];湖南大学学报(自然科学版);2001年03期
10 刘桂雄,阎华,郑时雄,魏东源;熵概念的发展及在精度理论中的应用[J];华南理工大学学报(自然科学版);1999年10期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张泠;建筑墙体表面换热过程辩识方法与数值预测方法研究[D];湖南大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 邓宁华;风速风向对墙体表面换热系数影响的实验研究[D];湖南大学;2001年
2 黄福幸;低速风洞数据采集与控制系统研制[D];大连理工大学;2003年
3 张建国;基于PC+单片机的环境风洞风速控制系统的研究[D];西安建筑科技大学;2004年
4 刘照球;混凝土结构表面对流换热研究[D];同济大学;2006年
5 何化岳;湿多孔材料被动防热技术研究[D];西安建筑科技大学;2006年
6 高玉英;基于贝叶斯理论的动态不确定度评定方法研究[D];合肥工业大学;2007年
7 石坤;0FDY-1.2型风洞风速控制与数据采集处理系统的研究[D];内蒙古农业大学;2007年
8 付志鹏;采用萘升华技术对建筑外表面对流换热的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 罗云;动态不确定度原理及其评定方法的研究[D];合肥工业大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘海利;朱谷昌;张普斌;夏正清;;灰色系统在赛什塘铜矿区Cu品位预测方面的应用[J];四川有色金属;2009年02期
2 谢涛,蒋泽中;边坡系统稳定性多模型综合评价[J];四川建筑科学研究;2004年02期
3 张建荣;周元强;林建萍;刘照球;;混凝土结构对流换热效应的研究[J];四川建筑科学研究;2007年03期
4 高庆龙;杨柳;刘大龙;王丽娟;;建筑热环境模拟分析用逐时相对湿度生成方法[J];四川建筑科学研究;2007年06期
5 杨红霞;戴天兴;刘加平;李盛斌;;陶粒湿屋面隔热效果的测试研究[J];四川建筑科学研究;2010年01期
6 杨红霞;戴天兴;崔保龙;吴小强;;陶粒湿屋面传热过程的有限元解法[J];四川建筑科学研究;2010年04期
7 成维川;何嘉鹏;史蓉;陈震;;夏热冬冷地区可翻转双玻飘窗的能耗与经济性分析[J];四川建筑科学研究;2011年02期
8 梅甫良;;增维精细积分法在围护结构温度场中的应用[J];四川建筑科学研究;2012年02期
9 陈月明,周自斌;关于数据采集系统中干扰指标评价方法的探讨[J];安徽教育学院学报;2003年03期
10 马学东;宋兆峰;李玲玲;;高炉热风阀阀板的长寿研究[J];鞍钢技术;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张青锁;刘占时;;数字地形图的误差校正[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
2 亓玉栋;宋桂梅;;吊顶辐射采暖制冷的研究[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
3 万维汉;张海峰;;基于先验知识的旋流器溢流粒度软测量[A];2011中国有色金属行业仪表自动化学术会议论文集[C];2011年
4 王婷婷;李永安;;基于采暖工况的毛细管网不同敷设方式热工性能分析[A];2011年全国冷冻冷藏行业与山东制冷空调行业年会暨绿色低碳新技术研讨会论文集[C];2011年
5 王爱辉;金苏敏;;太阳能空调蓄热水箱特性研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
6 严普强;;动态测试中测量不确定度刍议[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
7 宋立新;王勇;韩涛;黎超文;;管线钢在役焊接多道焊的数值模拟[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
8 赵鹏铎;卢芳云;陈荣;龚少华;;光通量法在SHPSB剪切应变测量中的应用[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
9 李盛林;胡天玉;梅华;;自动观测系统的采样间隔时间研究[A];“2010年北京气象学会中青年优秀论文评选”学术研讨会论文集[C];2011年
10 蒋立康;许国义;;春卷皮机的电热原理与设计[A];中国机械工程学会包装与食品工程分会第四届学术年会论文集[C];1995年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 苏日建;信息测量系统及其若干问题的研究[D];华中科技大学;2010年
3 王淑珍;基于白光干涉超精密表面形貌测量方法与系统研究[D];华中科技大学;2010年
4 夏桂平;基于现代性理念的岭南建筑适应性研究[D];华南理工大学;2010年
5 陈沂;湿热地区通信基站建筑节能设计策略与技术[D];华南理工大学;2010年
6 李丽;湿热地区降雨对墙体传热的影响研究[D];华南理工大学;2010年
7 张健;动平衡测量的若干关键技术问题研究[D];浙江大学;2010年
8 刘义;对抗条件下被动雷达制导技术及效能评估方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 赵志超;导弹防御雷达网数据融合技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 岑朝辉;卫星姿态控制系统中的故障诊断研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李振兴;直膨式太阳能热泵热水系统性能的优化分析[D];山东科技大学;2010年
2 赵昊;微测位移传感器在轮毂跳动量中的应用[D];长春理工大学;2010年
3 陈军;测量不确定度在基础实验中的应用研究[D];山东农业大学;2010年
4 郑银涛;基于平板式电容的微位移测量系统设计[D];大连理工大学;2010年
5 杨子国;中长期电力负荷FRARMA预测模型研究[D];大连理工大学;2010年
6 王莱;透水透气性材料在园林中的应用研究[D];浙江农林大学;2010年
7 徐静亚;普通铣床的数控改造[D];苏州大学;2010年
8 陈少辉;舰炮计算机控制瞄准随动系统设计[D];大连海事大学;2010年
9 粟烨岭;房间自然通风、电扇调风、空调器三联控节能方法的实验研究[D];华南理工大学;2010年
10 顾寒琳;吉林省林业产业化发展路径研究[D];东北师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟庆林,陈启高;屋面被动冷却蒸发层温度波衰减问题[J];四川建筑科学研究;1997年01期
2 王建胜,王军;倒置式屋面在今后住宅建筑中的地位[J];四川建筑科学研究;2001年01期
3 白雪莲,冯雅,刘才丰;生态型节能屋面的研究(之一)——种植屋面热湿迁移的数值分析[J];四川建筑科学研究;2001年02期
4 杨红霞;戴天兴;刘加平;李盛斌;;陶粒湿屋面隔热效果的测试研究[J];四川建筑科学研究;2010年01期
5 陈辉;任珺;杜忠;;屋顶绿化的功能及国内外发展状况[J];环境科学与管理;2007年02期
6 孟庆林;支持人居环境健康发展的自然调和理论研究[J];城市环境与城市生态;1997年02期
7 陶有生;;加气混凝土墙体品质及其居住舒适度评价[J];重庆建筑;2005年12期
8 王宝民;苗慧民;;屋面保温材料的研究和应用现状与趋势[J];低温建筑技术;2008年05期
9 刘才丰,冯雅,陈启高;屋面蒸发隔热及应用措施[J];重庆大学学报(自然科学版);2001年03期
10 黄夏东;屋顶隔热构造的热工性能分析[J];福建建筑;2005年02期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 李丽;湿热地区降雨对墙体传热的影响研究[D];华南理工大学;2010年
2 钟辉智;多孔建筑材料热湿物理性能研究及应用[D];西南交通大学;2011年
3 任鹏;墙体材料湿胀实验方法研究与应用[D];华南理工大学;2011年
4 闫增峰;生土建筑室内热湿环境研究[D];西安建筑科技大学;2003年
5 张华玲;水电站地下厂房热湿环境研究[D];重庆大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 林海;夏热冬暖地区建筑围护结构节能设计方法与构造在工程上的应用研究[D];华南理工大学;2010年
2 唐磊;含水率对蒸压加气混凝土砌块性能影响的试验研究[D];湖南科技大学;2011年
3 刘向峰;透明蓄水围护结构生态原理分析与技术应用设计[D];天津大学;2004年
4 何化岳;湿多孔材料被动防热技术研究[D];西安建筑科技大学;2006年
5 王秀芬;加气混凝土性能及优化的试验研究[D];西安建筑科技大学;2006年
6 唐京华;夏热冬冷地区加气混凝土节能墙体设计研究[D];湖南大学;2006年
7 梁杰;减压释放获取水中溶解氧供给呼吸的实验研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
8 王晶晶;环境条件引起的热流计法测试误差研究[D];同济大学;2007年
9 张小帆;气泡混凝土吸水降温性能的实验研究及数值模拟[D];清华大学;2009年
10 赵岩;屋顶主被动隔热特性数值模拟研究[D];东北石油大学;2012年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘习康;淋水饰面砖墙性能实验研究[D];华南理工大学;2012年
2 孙懿璘;加气混凝土隔热屋面热工性能的实验研究[D];华南理工大学;2013年
3 冯燕珊;建筑多孔饰面砖动态蒸发过程的风洞实验研究[D];华南理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 白雪莲,冯雅,刘才丰;生态型节能屋面的研究(之一)——种植屋面热湿迁移的数值分析[J];四川建筑科学研究;2001年02期
2 白雪莲,冯雅,刘才丰;生态型节能屋面的研究(之二)——种植屋面实测结果与数值模拟的对比分析[J];四川建筑科学研究;2001年03期
3 刘文燕,黄鼎业,华毅杰;混凝土表面对流换热系数测试方法探讨[J];四川建筑科学研究;2004年04期
4 王敬修;论熵的物理意义[J];北京化工学院学报(自然科学版);1994年03期
5 林洪桦,仲琇;动态测试数据自动处理方法[J];北京理工大学学报;1995年01期
6 唐鸣放,白雪莲;城市屋面绿化生态热效应[J];城市环境与城市生态;2000年04期
7 关贞珍,霍晓静,钱东平,杨世凤;基于虚拟仪器的信号采集与分析系统[J];河北农业大学学报;2002年03期
8 陈永平,曹华,冯彩芳;建设绿色宝库,促进生态环境可持续发展[J];草原与草坪;2000年02期
9 张国庆,田泽民,金太学,夏岩昆,程绍轩;混凝土箱梁的温度场[J];东北公路;1999年03期
10 钱钟泰,童光球,王学伟,马怀俭,宋明顺,顾龙方;测量准确度评估讲座(1)[J];电测与仪表;1999年09期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张泠;建筑墙体表面换热过程辩识方法与数值预测方法研究[D];湖南大学;2001年
2 闫增峰;生土建筑室内热湿环境研究[D];西安建筑科技大学;2003年
3 荣姣凤;移动式风蚀风洞研制与应用[D];中国农业大学;2004年
4 范贵生;可移动式风蚀风洞设计及其空气动力学性能研究[D];内蒙古农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 康为江;钢筋混凝土箱梁日照温度效应研究[D];湖南大学;2001年
2 黄福幸;低速风洞数据采集与控制系统研制[D];大连理工大学;2003年
3 张建国;基于PC+单片机的环境风洞风速控制系统的研究[D];西安建筑科技大学;2004年
4 李全林;日照下混凝土箱梁温度场和温度应力研究[D];湖南大学;2004年
5 段学友;可移动式风蚀风洞流场空气动力学特性的测试与评价[D];内蒙古农业大学;2005年
6 冬梅;可移动式风蚀风洞集沙仪及排沙器的性能试验研究[D];内蒙古农业大学;2005年
7 刘照球;混凝土结构表面对流换热研究[D];同济大学;2006年
8 段云;典型风蚀地况近地表风廓特性的风洞模拟研究[D];内蒙古农业大学;2006年
9 赵春生;测量不确定度的理论与实践研究[D];长春理工大学;2007年
【相似文献】
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1 张慎良,陈宁;内燃机缸内传热问题的理论分折[J];内燃机学报;1989年04期
2 石润富;姜培学;张宇;;多孔介质中超临界压力CO_2对流换热的实验研究[J];西安交通大学学报;2006年11期
3 程刚;韩福柱;冯之敬;曹凤国;;连续放电作用下电极丝的三维瞬态热分析[J];电加工与模具;2007年04期
4 刘辉;李茂德;;纳米流体传热强化技术[J];应用能源技术;2007年10期
5 杜妮妮;;强迫对流换热的实验技术和测量方法[J];浙江工商职业技术学院学报;2007年04期
6 诸凯;侯晓飞;秦娜;吕静;;超临界二氧化碳水平管内传热的数值模拟及与实验对比[J];热科学与技术;2008年01期
7 王亮;林贵平;陈海生;丁玉龙;;纳米材料增强的潜热型功能热流体的对流换热特性[J];中国科学(E辑:技术科学);2009年08期
8 李新芳;朱冬生;;Cu-水纳米流体对流换热特性研究[J];真空科学与技术学报;2010年03期
9 佘奇;姚加飞;王晓静;曾礼强;;封闭母线接头温度场分布的数值分析[J];低压电器;2010年17期
10 黄寓理;姜培学;胥蕊娜;;微细多孔介质中对流换热研究[J];工程热物理学报;2011年02期
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1 黄成;丁瑞星;;平安大厦外表面换热系数与建筑高度分析[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会论文集[C];2010年
2 陈振乾;申小中;刘政显;;建筑材料内温度对甲醛扩散特性影响的分析[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
3 成文娟;朱惠人;李红才;;用短周期风洞对C3X叶片进行的换热实验研究[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
4 刘孝根;彭小敏;顾玉钢;倪利刚;张明然;;一种计算对流换热系数的方法[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
5 金建峰;肖维灵;陈海波;;同步辐射前端挡光元件弯曲冷却管道对流传热分析[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
6 徐文华;钱锋;;第五部分 人-环关系的研究 人体与环境对流换热系数的理论计算[A];第一届全国人—机—环境系统工程学术会议论文集[C];1993年
7 尹益辉;余绍蓉;冯晓军;黄鹏;王新伦;赵玉虎;;土工离心机的机室温升及其控制方法研究[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
8 陈振乾;刘政显;施明恒;;多孔建筑材料内热与甲醛耦合扩散特性的研究[A];全国暖通空调制冷2006年学术年会论文集[C];2006年
9 宋绍峰;姜培学;;泡沫金属与针翅结构换热器的实验研究[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年
10 常先问;冀兆良;陈伟青;;夏热冬暖地区建筑墙体湿传递的初步探讨[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会资料集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李宁;多孔建筑材料表面换热系数的风洞实验研究[D];华南理工大学;2011年
2 钟辉智;多孔建筑材料热湿物理性能研究及应用[D];西南交通大学;2011年
3 谢建斌;金属及合金在不同介质中淬火时的数值模拟和应用研究[D];昆明理工大学;2003年
4 王乐;白光LED高效封装结构及灯具级散热机理的研究[D];浙江大学;2012年
5 王宏;梯度表面能材料上液滴运动及滴状凝结换热[D];重庆大学;2008年
6 王超;ZrB_2-SiC基超高温陶瓷复合材料失效机制的表征与评价[D];哈尔滨工业大学;2009年
7 邓力;固体食品流态化超高温杀菌技术研究[D];江南大学;2006年
8 黄梦溪;直接用于轮胎设计的稳态滚动温度场及滚动阻力求解策略[D];中国科学技术大学;2013年
9 刘国仟;ZrB_2-SiC基超高温陶瓷材料热冲击失效行为的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 张继良;传统民居建筑热过程研究[D];西安建筑科技大学;2006年
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1 邓宁华;风速风向对墙体表面换热系数影响的实验研究[D];湖南大学;2001年
2 郭世贵;7050铝合金材料喷淋淬火的试验与模拟研究[D];中南大学;2010年
3 陈刚;绝热规范标准中存在问题的研究[D];湖南大学;2005年
4 侯立军;T10钢高压气体淬火过程中的数值模拟和应用研究[D];昆明理工大学;2005年
5 党艳艳;直接空冷系统异型管的数值模拟[D];华中科技大学;2009年
6 张延蕾;对流换热系数的反求方法[D];大连交通大学;2005年
7 陈彬;复杂截面6xxx铝型材在线淬火实验及数值模拟[D];中南大学;2013年
8 梁中丽;纳米流体强化传热实验研究[D];青岛科技大学;2005年
9 罗飞霞;棒材精轧入口导卫装置冷却系统的理论分析与实验研究[D];中南大学;2005年
10 谷琳;OTEC实验系统上板翅式冷凝器的实验研究[D];天津大学;2006年
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