木质/碳毡电热复合材料电热性能研究

为了让木质材料具有电热功能,开发节能环保的电热地板,选取木质材料作为基材,以预处理碳毡作为发热材料,经组坯和热压成型制备出木质/碳毡电热复合材料,并对其电热特性进行测试和分析。结果表明:通过最优化工艺条件测试,碳毡厚度为3 mm时电热材料的电热性能最好。在此工艺条件下所制备的木质/碳毡电热复合材料具有优异的电热性能,在交流低电下即可迅速升温,加热1 5 min左右材料表面温度可以达到3 5℃以上,在不同功率下加热1 h后,板面温度升高3 0℃以上。     

内置电热层实木复合地板表面温度变化规律及模拟

目的研究不同电热层位置和不同结构的电热实木复合地板温度变化规律,为电热实木复合地板的电热性能及结构优化提供理论参考。方法采用碳纤维纸作为发热元件,通过热压方式制备具有电热功能的实木复合地板,测试了通电荷载后时间-温度效应、温度不均匀度、电-热辐射转换效率和表面网格温度,分析不同电热层位置对表面温度、温度不均匀度和电-热辐射转换效率的影响,模拟了表面温度二维和三维分布图,探讨不同结构电热实木复合地板正面和背面温度变化规律,拟合了时间-温度变化曲线幂函数方程。结果表面温度均随通电荷载时间的增加而增加,最终趋于稳定,切断电源以后,温度快速下降直至与环境温度平衡。随电热层位置下移,发热稳定后表面温度随之降低,电-热辐射转换效率也相应降低。功率密度为200、300、400和500 W/m2,电热层位于近表层时,表面温度比底层温度分别高了17.2%、21.8%、24.8%和26.8%。随功率密度的增加,温度不均匀度增加,电-热辐射转换效率也随之增加,功率密度达到500 W/m2时,电热层位于近表层的电-热辐射转换效率达95.6%。二维和三维模拟图表明:表面温度分布总体呈中间高、四周低趋势,电热层位于表层尤为明显且存在聚热现象。不同结构电热实木复合地板正面表面温度随通电荷载时间增加而增加,背面木材厚度越厚,正面表面温度越高,反之背面温度越低,拟合方程表明时间-温度变化呈幂函数关系,决定系数最高达0.999 9。结论电热层位置和地板结构对电热实木复合地板表面温度和电-热辐射转换效率影响显著,电热层位于近表层时更有利于电热性能改善。      

炼厂内高温管道保温层的优化设计

为减少能源损失,满足生产工艺需要,炼厂内的大量管道都包覆了保温层。确定保温材料与保温层经济厚度是降低管道运行成本的重要问题,针对炼厂内的高温架空管道,建立了以保温层厚度为决策变量,外表面温度及保温效率为约束条件,年管道总费用最小为目标的管道保温层优化配置模型。以华南地区某炼油厂一条保温管道为例进行了优化研究,优选出年热力费用与投资费用总和最小的保温材料仍为现有材料岩棉,但确定的经济厚度为120 mm,较原来的150 mm厚度减少30 mm。基于不同外表面温度下保温层厚度与散热量的关系,以及不同材料的保温层厚度与保温效率的关系,可根据管道运行实际情况及保温材料类型,设定适宜的最高表面温度和保温效率进行计算,从而得到最适宜的保温层。     

热处理对强化地板基材甲醛释放量及尺寸稳定性的影响

为探究热处理对强化地板基材性能的影响,以三杉集团的中密度板强化地板基材为试验材料,采用干燥器法测量热处理对强化地板基材甲醛释放量的影响程度,并探究其尺寸稳定性的变化。试验材料尺寸为150 mm×50 mm×12 mm,热处理温度分别为120、140、160℃,热处理时间分别为1、3 h。结果发现,热处理能有效降低强化地板基材中的甲醛释放量,但温度不宜过高。在本实验中,在温度140℃,时间3 h的处理条件下,处理效果较好,强化地板基材甲醛释放量下降幅度相对较大。其中,无贴面地板甲醛释放量为0.001 mg/m3,变化率为84.81%;有贴面地板甲醛释放量为0.006 mg/m3,变化率为67.68%。随着温度的升高,时间的延长,热处理能明显提高强化地板基材的尺寸稳定性。     

拆装型黄麻纤维后墙温室墙体传热特性研究

[目的]为实现日光温室的全年型生产,设计了拆装式黄麻纤维后墙温室,以探讨黄麻纤维材料作为温室拆装墙体的可行性。[方法]以拆装式黄麻纤维后墙温室为试验温室,以当地传统黏土砖后墙日光温室为对照,对温室墙体的热工性能、传热特性以及室内热环境进行了试验研究。[结果]冬季温室内部气温保持在4℃以上,黄麻墙结构保温效果良好;夏季黄麻墙拆除后,室内最高气温在40℃以下。温室墙体内、外表面温度受太阳辐射及室内、外气温的共同影响,呈现与气温相同的日变化规律。室内气温、墙面温度影响墙内各深度层次的温度分布,温度的总体变化趋势是由内表面向外表面沿厚度方向递减。与砖墙相比,黄麻墙蓄热性能较低,但保温隔热效果较好,能量利用率较高。[结论]黄麻纤维材料保温隔热性能较好,质量轻便于安装与拆卸且建造与维护成本较低,因此可作为一种新型温室墙体材料。     

半导体制热实木复合地板的传热性能评价

【目的】以物理力学性能达标为前提，研究不同材料与结构组成的半导体制热多层实木复合地板的电热性能，为电热地板的优化设计提供理论依据。【方法】从电热地板的构效关系角度出发，以地板断面密度为核心，采用材种优选、正交组坯和结构对称等方式设计出4种不同的电热地板结构方案。通过分析不同结构地板断面密度对传热效果的影响，比较评价其电热性能和使用能耗。【结果】为保证传热效率，半导体电热层应置于基材和面板之间，功率密度应设置在200～300 W/m²的范围内，更为科学合理。经综合评价电热地板的传热效率、保温性能和能耗等指标，基材为混合树种的C结构，即表层为2层桦木，芯层为3层桉木的对称结构为设计方案中的最优结构。C结构电热地板在功率密度为300 W/m²时表面平衡温度达到47.3℃，电-热辐射转换效率为76.7%，平均自然降温幅度为29.3%。达到目标温度45.4℃所消耗的电量为1 877.4×10^-3 kW·h。【结论】不同材种与结构的地板断面密度差异较大，对导热系数、传热过程与电热性能有显著影响。在制备电热地板基材时，采用密度高、导热...     

电热地板物理性能测试

本文通过试验对电热地板在运行过程中的温度、电流、电消耗功率进行了测试与分析.结果表明:在地板接通电源后的短时间内,电热膜的温度迅速上升,其电流和电消耗功率迅速下降;随着运行时间的延长,电热膜温度上升和电流、电消耗功率下降的速率减缓;当运行时间在40min以上后, 发热膜温度、电流、电消耗功率和地板表面的温度都达到并维持在一个稳定值附近;电热地板供暖具有安全、清洁、舒适、安装方便、节约能源等独特优点,是一种较为优越的供暖方式,具有较大的应用和发展前景.     

碳晶电热板在日光温室黄瓜冬季育苗中的应用效果

为明确碳晶电热板在日光温室冬季黄瓜育苗中的应用效果,以日光温室正常培养(不加温)和发热电缆(敷设功率为100W/m2)加温为对照,研究碳晶电热板加温对基质温度、耗电量、黄瓜幼苗生长和生理特性影响;以日光温室正常培养(不加温)为对照,研究隔热层在碳晶电热温床育苗中的节能效果差异。结果表明:1)80W/m2敷设功率的碳晶电热板加温的夜间基质温度能达到并保持目的温度(18℃),比对照最低温度和平均温度分别高12.1和6.07℃,比发热电缆处理最低温度和平均温度分别高7.0和3.05℃,耗电率比发热电缆处理的减少34.4%;2)黄瓜出苗时间为1.3d,比对照处理减少4.0d,比发热电缆处理减少2.0d;3)80W/m2碳晶电热板加温处理的黄瓜壮苗指数比对照处理增加144.4%,比发热电缆处理增加46.7%;4)与不使用隔热层的碳晶电热温床相比,使用聚苯乙烯板和无纺布制作成的隔热层的电热温床的日平均温度分别提高2.3和1.9℃,耗电率减少22.6%和21.2%,黄瓜壮苗指数提高50.0%和43.8%。说明碳晶电热板加温是适合我国华北地区冬季设施黄瓜育苗的加温方式,敷设功率以80W/m2为宜;聚苯乙烯板和无纺布是适合碳晶电热温床使用的隔热材料。     

保温材料和覆盖方式对设施内温度的影响

遮荫网、不同规格的无纺布及不同的覆盖方式对设施内温度的影响试验结果表明,无纺布的保温性能好于遮荫网,且随着厚度的增加,其保温效果也随着增加,80 g.m-2的保温效果最好;不同的覆盖方式,以三棚四膜的温度最高。     

冻土区保温管道补口结构的保温性能

开展冻土区管道的建设,需要在寒冷的环境下进行施工,硬质聚氨酯保温瓦块避免了低温发泡的问题,但也存在施工效率低、不能保证保温效果的问题。将柔性保温材料二氧化硅气凝胶保温毡、聚乙烯泡沫塑料引入补口保温层结构,用以提高施工效率,改善保温效果。在不同的工作管温度下,对3种补口保温层结构的导热系数、热流密度、外表面温度分布进行了研究,结果表明:115 mm硬质聚氨酯泡沫塑料的导热系数、热流密度最小;二氧化硅气凝胶保温毡可以改善聚氨酯保温瓦块补口外表面的温度分布;"聚乙烯泡沫+二氧化硅气凝胶保温毡"保温结构的保温性能可以满足工程需要,施工性能较好,可用于寒冷环境下的管道保温补口施工。     

覆膜纸制备电热功能复合纤维板的性能研究

采用碳纤维纸经安装电极作为电热层,以半固化酚醛树脂覆膜纸作为胶合材料和绝缘材料制备电热功能复合纤维板,研究其电热性能,测试分析微观形貌、物理力学性能及电绝缘性能。结果表明,加载500 W·m^-2功率密度连续通电60 min后表面能达到26.4℃温升,辐射面不均匀度为4℃;功率密度与其温升呈线性相关;连续通电24 h过程中电阻下降率呈现先增大后稳定的趋势,通电24 h后下降率为4.2%;500 W·m^-2功率密度通断电150次后电阻下降率仅为0.95%,具有良好的电热稳定性;工作温度下泄漏电流和热态绝缘电阻均符合相关标准要求;酚醛树脂渗透碳纤维纸形成了良好的胶接结构,内结合强度达到1.85 MPa。     

水杉基3层结构实木复合地板的制备及其导热声学性能的研究

将水杉木材用于基材制备实木复合地板并与市面常见的多层和3层结构实木复合地板的理化性能、导热及声学性能进行比较。结果表明：水杉基3层结构实木复合地板的含水率为10.7%,甲醛释放量为0.112 mg/m³,浸渍剥离指标符合国家标准要求。3种实木复合地板由于结构和树种组成不同,导热性有较大差异,水杉基3层结构实木复合地板导热系数为0.188 W/(m·K),在3种实木复合地板中最低,保温隔热效果最好。水杉基3层结构实木复合地板在0.2～2 kHz范围内11个频率条件下的吸声系数,均高于相同频率条件下其他2种实木复合地板。密度、含水率、漆膜厚度等均对产品吸声系数有影响。     

不同类型牛舍保温性能的研究

通过对3种不同结构及墙壁厚度的牛舍保温对比试验,对牛舍保温性能影响最大的是墙壁厚度,在舍外气温为-20℃的情况下,与墙壁厚度24、37和50cm相对应的舍内最低温度分别为-6.97、-2.03和5.57℃,极差达12.5℃,其作用强度占全部因子作用总和的59.78%;棚顶类型是第二因素,极差为5.67℃,其影响强度占27.05%,其中以塑料膜暖棚顶(夜间加保温层)的保温效果最好;试验误差的影响很小,只占全部因素总和的3.96%。经方差分析检验,墙壁厚度对畜舍保温性能的影响显著。     

基于有限元分析的日光温室土质墙体温度场模拟与验证

研究日光温室墙体中温度梯度及其变化规律对于日光温室墙体的蓄热保温性能分析评价、设计与建造有着重要的意义。2012年12月至2013年2月,采用自制多点温度测试仪,对山东泰安地区日光温室土质墙体的温度进行采集,并与ANSYS有限元模拟结果进行比较,发现温度场实测结果与模拟结果相吻合。进一步模拟结果表明,墙体蓄热/放热层一天中呈周期性变化,保温隔热层随外界温度变化较小,墙体下部温度较高,且在水平方向上温度梯度变化较小,在10~14℃持续时间长且稳定;距墙体内表面0.2 m处温度最高,并沿墙体厚度方向逐渐平缓降低,墙体外表面温度最低。基于模拟结果,对山东省泰安地区日光温室土质墙体进行结构优化,其最小厚度应为2.2 m,蓄热/放热层为0~0.5 m,保温隔热层为1.3~1.7 m。     

大体积混凝土结构表面保温计算方法研究

【目的】通过算例对比分析等效表面散热系数法、等效厚度法、导热系数法、导温系数法在计算保温板保温效果方面的异同,为大体积混凝土结构表面保温的计算提供依据。【方法】从热量平衡原理出发,推导了直接以导热系数、表面散热系数和热量为热传导方程基本参数的温度场计算方程,据此修改了以导温系数为基本参数的温度场有限元计算程序RCTS。【结果】利用修改后的温度场有限元计算程序RCTS,能够合理地计算由不同热学性能材料组成的复合结构的温度场,能模拟计算大体积混凝土结构任意部位在任意时段的表面保温效果。实例计算结果表明,导热系数法与等效表面散热系数法的计算结果比较接近;由于等效厚度法是等效表面散热系数法的近似处理,计算结果与前二者有一定差异,但相差不大;导温系数法往往得不到合理的结果。【结论】等效表面散热系数法计算方便,工作量小,效率高,精度能满足工程要求,具有工程应用价值。     

日光温室新型保温被结构设计与保温性能研究

[目的]研发能代替传统保温被且性价比更高的新型日光温室保温被。[方法]朝外面料分别选用了淋膜无纺布、淋膜军用基布、珍珠棉(EPE)复合黑色PE编织布、无纺布复合黑色PE编织布,朝里面料选用了强力无纺布;芯材分别选用了喷胶棉、杂羊毛、珍珠棉(EPE)、化纤棉、微孔发泡材料,试制了5种保温被,通过静态检测及室外试验,以市场主流保温被(牛津布+化纤棉)和(淋膜无纺布+化纤棉)为基准,对照分析了其保温性,且对面料测试了抗拉强度。[结果]静态检测报告表明,喷胶棉保温被和杂羊绒保温被的保温率分别为84.0%和83.3%,而淋膜化纤棉保温被和牛津布化纤棉保温被的保温率分别为75.0%和65.0%。室外试验表明,当室外温度最冷为-24.4℃时,喷胶棉保温被保温效果最好,室内温度达5.4℃;室外平均温度为-9.3℃时,室内平均温度为14.7℃;其次是杂羊绒保温被,室外温度为-24.4和-9.3℃时,室内温度分别达4.2和14.3℃;最差是牛津布化纤棉保温被和淋膜化纤棉保温被,室外温度为-24.4℃时,室内温度分别是2.8和3.6℃。[结论]喷胶棉保温被和杂羊毛保温被性能良好,可作为日光温室的新型高效保温材料推广。     

不同保温材料对库尔勒香梨树体保温效果的影响

[目的]研究不同材料对库尔勒香梨树体保温效果的影响。[方法]在果树越冬前,利用不同材料采用不同方式对树体进行包裹,将温湿度记录仪放置其中记录树体温度及湿度,分析不同处理下温度及湿度曲线的变化,筛选出库尔勒香梨树体保温最佳工艺。[结果]不同材料之间,以铝箔+15 mm海绵对树体的保温效果最好,其次为发泡材料;铝箔和不同厚度海绵材料组合之间,以铝箔+20 mm海绵材料的保温效果最好,但考虑到经济实用性,选择铝箔+15 mm海绵材料为宜。[结论]该研究可为果树越冬技术提供理论依据。