平面热源法对建筑保温材料热导率和热扩散率的测试研究

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1、万方数据中图分类号UDC0551．3620硕士学位论文学校代码!Q三3三密级垒五平面热源法对建筑保温材料热导率和热扩散率的测试研究Researchonthetestofthermalconductivityandthermaldiffusivityforthermalinsulationmaterialsforbuildingapplicationwithplanesourcemethod作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：杨杰动力工程及工程热物理热能工程能源科学与工程学院马爱纯副教授答辩委员会主席中南大学二。一四年

2、五月万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：丝丝日期：笙!笙年』月卫日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部

3、门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。日期：翌!笙年』二月2∑曰导师签名立塑鑫√万方数据平面热源法对建筑保温材料热导率和热扩散率的测试研究摘要：目前新型建筑保温材料不断涌现，但测试手段有限，测试数据缺乏，使保温材料的推广应用受到限制。本文基于平面热源法，设计了一套适用于保温材料热导率和热扩散率等参数测试的实验装置，开发了可视化数据采集与处理软件，完成了对部分建筑保温材料

4、的热导率和热扩散率等参数的测试，并对测试结果进行了优化，主要研究内容如下：(1)基于平面热源法设计并搭建了保温材料的热导率和热扩散率等参数实验平台。利用FLUENT软件，分析了试样长宽、测试间距及热流密度等参数对测试结果的影响，确定了实验参数：试样长、宽￡均为300mm，测试间距h为10-20ram，热流密度qw为30～150W．m～。(2)基于VisualStudio．NET2008可视化编程平台，开发了一套可同时采用常功率平面热源法和阶跃平面热源法测试材料热导率、热扩散率和比热容的可视化数据采集与处理软件。(3)通过理论分析确定了该

5、装置的有效测试时间‰i。=100s，rm。；为监控面温度上升O．1℃时刻。并利用实验研究了保温罩和热流密度等因素对热导率测试精度的影响。结果表明：常功率法和阶跃法重复测量的复现性较好，偏差均在3％内。加保温罩时，EPS板的测试精度可提高0．85％。热流密度对水泥泡沫板和泡沫玻璃热导率的影响较大，在测试温度为20～43．5℃时，水泥泡沫板的热导率随温度变化增大而增大，而在测试温度为20～66。C时，泡沫玻璃板的热导率随温度变化增大而增大；热流密度对EPS(20—43℃)板和砂加气混凝土砖(20—32℃)的热导率影响较小，基本可忽略不计。(

6、4)采用常功率法和阶跃法对有机泡沫保温材料、加气砖硬质保温材料、水泥泡沫板和泡沫玻璃板的热导率和热扩散率等参数进行了测试，两种方法的测试结果有一定的偏差，热导率测试结果的相对偏差均在5％以内，热扩散率测试结果的相对偏差波动较大，偏差范围为1．7~22．2％，但无规律显示哪种方法更适合测试。其中，常功率法和阶跃法测试得到的EPS板热导率与厂家提供值的相对误差分别为．1．95％和2．68％，测试精度均较高。两种方法对热扩散率的测试与文献基本一致，实验测试完善了真金板、砂加气混凝土砖、水泥泡沫万方数据板和泡沫玻璃板等几种保温材料的热扩散率数据

7、。此外，基于新的数据处理方法，测量了有机泡沫保温材料、加气砖硬质保温材料、水泥泡沫板和泡沫玻璃板等保温材料的蓄热系数，完善了相关材料蓄热系数的数据。(5)基于FLUENT软件，采用实验与仿真相结合的方法修正了热导率，进一步提高了实验测试精度。经过修正，EPS板热导率的相对误差从一1．95％减小到．1．22％，误差精度提高0．73％。图39幅，表21个，参考文献7l篇。关键词：常功率平面热源法、阶跃平面热源法、热导率、热扩散率、数值仿真、建筑保温材料Il万方数据Researchonthetestofthermalconductivitya

8、ndthermaldiffusivityforthermalinsulationmaterialsforbuildingapplicationwithplanesourcemethodAbstract：Si