4种日光温室保温被室内的试验性能测试

【目的】研发能代替草帘等传统覆盖物的新型日光温室保温被。【方法】分别选用喷胶棉、羊毛、PE发泡片和毛毡做保温芯材,试制了4种保温被,通过静态热箱试验,以草帘为对照分析了其保温性,并采用浸泡法与土工布综合强力机测试了这4种保温被的防水性和机械强度。【结果】静态热箱试验表明,在21和37 W热源功率下,喷胶棉保温被和羊毛保温被的传热系数分别为3.10,3.26 W/(m2.K)和3.42,3.49 W/(m2.K),而草帘为3.50和3.62 W/(m2.K),二者的保温性优于草帘;防水性的测试表明,羊毛保温被防水性最好,其吸水率为4.85%,喷胶棉保温被次之,为5.99%,PE发泡片保温被最差,为17.66%;机械强度测试表明,喷胶棉保温被的强度最高,为332.5N/cm,羊毛保温被次之,为328.3 N/cm,毛毡保温被最低,为172.7 N/cm。【结论】喷胶棉保温被和羊毛保温被性能良好,有望替代草帘成为日光温室的新型高效保温材料。     

木纤维/气相SiO2复合真空绝热板的制备与表征

【目的】分析木纤维用量对木纤维/气相SiO_2复合真空绝热板(vacuum insulation panel,VIP)性能的影响,为复合VIP的制备提供支持。【方法】采用中密度纤维板生产过程中所使用的木纤维与气相SiO_2进行复合,通过模压成型法制成木纤维/气相SiO_2多尺度结构复合芯材,并将其真空封装制备木纤维/气相SiO_2复合真空绝热板(VIP)。通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、压汞仪和傅里叶红外光谱分析仪(FTIR),研究不同木纤维用量对复合VIP芯材的微观形貌、孔隙结构和辐射导热的影响,并利用热流法导热仪测试了复合VIP在不同环境温度下的导热系数。【结果】大部分的木纤维空隙、纹孔内都填充满了气相SiO_2纳米级粉末,并且搭建起由木纤维和SiO_2构建的三维空间结构网络;当木纤维质量分数为40%时,VIP的总孔体积为4.61 cm~3/g,孔隙率为60.6%,平均孔径为0.13μm;当环境温度为25℃时,VIP辐射导热系数为0.60 mW/(m·K),总导热系数为6.58 mW/(m·K),而当环境温度升至55℃时,总导热系数为7.21 mW/(m·K),相比于未添加木纤维的气相SiO_2芯材,综合性能成本降低了28.7%。【结论】利用木纤维替代部分气相SiO_2制备复合VIP能够大大降低芯材成本,并且还能保持良好的隔热性能,具有十分广泛的应用前景。     

孵化机箱体保温性能的研究

经对孵化机箱体的保温性能进行研究后，得出箱体内部平均温度变化与箱体结构传热之间关系的微分方程及其解，求得了箱体保温系数与结构总传热系数和总热容之间的关系式；并结合９ＪＦ（Ｃ）－１６８型孵化（出雏）机的测定试验，求得该机的结构总传热系数和总热容的值以及结构传热的计算式。     

孵化机箱体保温性能的研究

经对孵楷机箱体的保温性能进行研究后，得出箱体内部平均温度变化与箱体结构传热之间关系的微分方程及其解，求得了箱体保温系数与结构总体热系数和总热容之间的关系式；并结合９ＪＦ（Ｃ）－１６８型孵化（出雏）机的测定试验，求得该机的结构总传热系数和总热容的值以及结构传热的计算式。     

不同围护结构材料对猪的福利养殖的模拟分析

为了研究猪舍围护结构材料对猪的福利养殖的影响,通过采用3种猪舍围护结构材料的方案(传热系数分别是0.51,1.79,3.17 W/(m~2·K)),选择太原地区的气象数据,应用Ecotect分析软件对猪舍进行热环境分析。结果表明,方案1(传热系数为0.51 W/(m~2·K))的保温隔热性能比其他2种方案表现出更好的结果,表明围护结构的传热能力越小越有利于猪的福利养殖。     

低温冷柜应用真空隔热板节能效益的研究

为提高隔热效果,用VIP＋PU的复合隔热体代替纯PU隔热,以某型号低温冷柜为对比机,构建与对比机同设备同几何尺寸的样机.样机墙体和底部均用VIP＋PU复合层做隔热,墙体外表面VIP面积覆盖率达86.5%,底部内表面VIP面积覆盖率达84.5%,顶盖用80 mm厚纯PU隔热.对样机与对比机（80 mm厚纯PU隔热）进行同工况下的能耗对比测试.测试结果显示,在箱内放置相同标准负载（＂M＂包）的情况下,冷柜内平均温度为-18℃时,样机比对比机节省电耗13.9%.     

秸秆混凝土砌块保温性能的实验研究

采用热箱法测定了秸秆混凝土砌块的传热系数.实验结果表明:所测定秸秆混凝土砌块平均传热系数K＝1.1 W/m2·K.秸秆混凝土砌块作为墙体保温材料具有很好的隔热保温性能.     

西北地区农业生物质秸秆热特性分析

【目的】分析西北地区农业生物质秸秆的热特性,为合理有效利用西北地区农业生物质能奠定基础。【方法】采集陕西、甘肃、宁夏、青海、西藏和新疆等6省(自治区)97个县(市)252个小麦、玉米、水稻、油菜、棉花等5种秸秆样品,采用瞬态热线法测定秸秆的热传导率、热扩散率和比热容,统计分析不同种类、不同地域秸秆热特性的差异性,采用GIS技术分析西北各省(区)秸秆热传导率的区域分布规律。【结果】西北6省(区)小麦秸秆热传导率、热扩散率和比热容的平均值分别为0.103~0.118 W/(m·K)、0.213~0.223mm2/s、0.473~0.526 MJ/(m3·K);6省区玉米秸秆的3个热特性平均值分别为0.105~0.116 W/(m·K)、0.203~0.232 mm2/s、0.479~0.553MJ/(m3·K);陕西、宁夏和新疆水稻秸秆的3个热特性平均值分别为0.103~0.117 W/(m·K)、0.206~0.214mm2/s、0.483~0.572 MJ/(m3·K);陕西、甘肃、青海和西藏油菜秸秆的3个热特性平均值分别为0.108~0.116W/(m·K)、0.202~0.219mm2/s、0.495~0.575 MJ/(m3·K);陕西、甘肃和新疆棉花秸秆的3个热特性平均值分别为0.129~0.132 W/(m·K)、0.182~0.190 mm2/s、0.677~0.710 MJ/(m3·K)。【结论】棉花秸秆热特性与小麦、玉米、水稻和油菜秸秆之间有显著差异;小麦、玉米、油菜秸秆热特性地域差异性显著;热传导率的地域分布表现为从新疆到陕西由西向东逐渐减小;农作物的种类、气候和环境条件对秸秆热特性有一定的影响。     

新疆日光温室常用外覆盖保温材料性能测试及对比分析

[目的]测试新疆常用外覆盖保温材料的保温性能,为新疆寒冷条件下保温被的开发研究提供依据,为设施园艺环境工程领域的科研工作提供有效实验手段.[方法]选择9种新疆常用外覆盖保温材料,依据农业行业标准《温室覆盖材料保温性测定方法》的测试要求[1],采用静态热箱法,检测温室常用覆盖材料的传热特性.[结果](1)综合考虑防水性、抗风性等因素,3号测试样品的传热系数为0.928 W/(m2·℃),热省率为89.08;,测试结果达到理想的目标,综合性能最佳.(2)适应新疆气候条件的外覆盖保温材料除了应具有良好的保温性能外,应该兼顾抗拉强度、抗渗水性以及静水压力,冬季可抵御极限气温-40℃,传热系数≤1.3 W/(m2·K),热节省率≥84;.[结论]该测试方法科学合理、测试结果数据真实可靠,3号、5号、7号样品较为适合新疆气候条件.     

轻型木结构墙体结构的传热特性测试与分析

为提高轻型木结构房屋围护结构的热工性能,基于稳态传热原理,采用Netzsch HFM436型热流法导热分析仪对轻型木结构墙体各组成单元及4种墙体结构试件的导热系数进行了测试。同时根据理论得到了多层平壁和组合壁导热系数计算值,并与墙体试件导热系数测定值进行了比较,进一步分析了轻型木结构墙体主体的保温性能。结果表明,4种墙体试件因其密度分布不均导致导热系数差异较大,组成轻型木结构墙体的各单元导热系数大小顺序为:石膏板SPF(实体木材)OSB保温棉,且4种墙体试件的传热系数大小顺序为:(4)(2)(1)=(3);4种轻型木结构墙体试件的热阻测定平均值为1.760 731 m~2·K·W~(-1),其对应的传热系数h的平均值为0.567 946 W·m~(-2)·K~(-1),可对上述墙体结构进行改进以满足严寒地区的保温要求;轻型木结构墙体试件导热系数的理论计算值与实测值基本吻合,尽管测定结果存在有较小误差,但在工程实践中,仍然可以通过各层材料的热阻对墙体的热阻进行计算。     

真空绝热板芯材木粉原料的隔热性能分析

以杉木和落叶松的木粉为研究对象,测定其三大化学组分的含量,利用瞬态平面热源法(TPS)导热系数仪测定植物纤维素、半纤维素和木素以及不同粒径木粉的导热系数,全自动压汞仪测定不同粒径木粉内部的孔隙结构,通过场发射电子显微镜观察两种木粉表面的形貌,并与多种常用真空绝热板(VIP)芯材原料的导热系数和成本进行对比。结果表明:纤维素、半纤维素和木素的导热系数分别为86.1、55.7和50.7 m W·(m·K)-1;杉木木粉的木素含量相对较高,纤维素和半纤维含量相对较低;杉木木粉开孔较多,孔径较小;在粒径为106～150μm时,杉木木粉的孔隙率为88.2%,总孔体积为7.876 cm3·g-1,平均孔径为18.1μm,导热系数较低,为48.4 m W·(m·K)-1,并且芯材成本较其他材料低,制备所得VIP导热系数为10.6 m W·(m·K)-1。     

Caterpillar setae: insulation for an ectotherm

Gypsy moth caterpillars have long, soft setae distributed along the lateral portions of the body, but only short, stiff setae on the dorsal surface. Setae act as selective insulation for caterpillars by reducing the rates of convective heat exchange without affecting the rates of radiative heat exchange. Changes in posture abolish the effects of the setae by maximizing convection and minimizing radiant heat uptake.     

复合聚氨酯海底保温管道试制

聚氨酯复合涂层体系由具有特殊性能的聚氨酯与不同类型的空心微球复合而成,同时具有保温和防护功能,可分为有机空心聚合物复合聚氨酯涂层（PSPU）和无机空心玻璃微珠复合聚氨酯涂层（GSPU）。通过对原材料、浇注设备、成型模具、浇注工艺进行研究,确定了复合聚氨酯保温管道的试制工艺流程,掌握了预制过程中的核心参数,并首次在国内成功预制出复合聚氨酯保温管道。管体材料取样检测及产品性能初步检测结果均已达到技术要求,后期将开展整体管道的性能评测,以尽快推广复合聚氨酯海底保温管道在国内工程的应用。     

长距离地上输油管道保温层厚度设计

科学设计管道保温层厚度,既能保障原油正常输送,也能做到成本有效控制.建立了长距离地上管道保温层设计的传热有限元模型,考虑了管道及保温层内外膜阻、外部空气对流换热及管道与保温层传热的综合作用.以管道出口温度为目标迭代求解管道保温层的最小厚度,讨论了保温层导热系数、管径和管道流量3个因素对保温层厚度的影响.结果表明,原油内摩擦产生的热量能够小幅提高原油输送温度;保温层导热系数的增加主要影响管道的热传导性能;管径的增加则加强了对流散热而降低了流体内摩擦做功产热,对隔热层设计影响较大;而输送流量增加则减少原油与管壁的传热时间,流速增加也增加了流体内摩擦做功产热,可以有效降低保温层厚度需求.在工程实践中,应综合考量保温层导热系数、管径和管道流量的设计,平衡三者与热传导和热对流之间的关系.     

深水采油树输油管道保温设计

针对1 500m水深、温度等级U级、设计压力69 MPa的采油树输油管道,利用有限元方法计算在不采取保温措施的情况下,管道中心原油温度在1h内降低了41.73％.对输油管道分别进行单、双层保温结构设计,并对保温效果和保温材料单位体积总费用进行计算,结果表明：在其他条件相同的情况下,采取单、双层保温措施后管内中心原油温度分别降低0.79％和0.25％;相对单层保温,单位长度双层保温管道保温材料用量多0.072 534m^3,但每年节省保温材料及散热损失费用3.022元/m,故双层保温更经济.（图7,参10）     

深水立管保温模具及辅助设备的设计

传统保温管的使用水深一般不超过300 m,不适用于海上深水油气的开采,因此开发了一种新型深水立管保温成型工艺.该保温模具的保温结构采用一种不发泡的聚氨酯弹性体GSPU管,依靠内部填充的中空玻璃微珠起保温作用.保温模具总体由内腔(保温层的成型空间)、外腔、保温层、外护板、浇注口及排气孔等组成,内腔与外腔之间为加热油的流动通道.以管径273 mm钢管为例,论述了模具温度控制系统以及底座、升降系统、管端封堵装置等相关辅助设备的设计.     

附加阳光间型鸡舍保温性能的试验研究

为了缓解冬季通风与保温的矛盾,结合散养模式设计附加阳光间型鸡舍,冬季利用太阳辐射清洁能源提高舍内环境温度,同时增加舍内的通风换气量,有效降低舍内空气的相对湿度和有害气体浓度。分别选取12月份打开公共墙上门洞和1月份整体密闭的方式,对鸡舍环境温湿度进行测试。结果表明:打开门洞方式下舍内的平均湿度比密闭方式下低8.5%;在晴天10:00—16:00鸡群外出时间段,阳光间内平均温度基本维持在15℃以上,完全符合鸡的适宜生产温度条件,避免了散养鸡冬季外出活动因低温气候条件带来的健康危害。     

木结构墙体建造细节对其隔声性能的影响

木结构墙体隔声是木结构居住建筑的一项重要性能. 为了制造出高隔声性能的墙体,该文分析了木结构墙体建造细节对其隔声性能的影响. 研究表明,影响木结构墙体隔声的因素有墙板的面密度、墙骨的规格和间距、玻璃纤维棉的容重和厚度. 木结构墙体的第一共振频率一般都在100 Hz以上,建议选择600 mm作为木结构墙骨间距. 最后得到了在测试频率范围内木结构墙体隔声的变化曲线.