多物理场作用下多孔建材内甲醛扩散机理研究.pdf

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1、学校代码：10286分类号：TK124密级：公开UDC：621学号：139579多物理场作用下多孔建材内甲醛扩散机理研究研究生姓名：许波导师姓名：陈振乾教授申请学位类别工学博士学位授予单位东南大学一级学科名称动力工程及工程热物理论文答辩日期2018年5月29日二级学科名称工程热物理学位授予日期20年月日答辩委员会主席茅靳丰教授评阅人2018年5月博士学位论文多物理场作用下多孔建材内甲醛扩散机理研究一级学科名称动力工程及工程热物理研究生姓名：许波导师姓名：陈振乾2018年5月THEMECHANISMRESEARCHONFORMALDEHYDEDIFF

2、USIONWITHINPOROUSBUILDINGMATERIALINMULTIPHYSICALFIELDSADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofDoctorofEngineeringBYXuBoSupervisedbyProf.ChenZhenqianSchoolofEnergyandEnvironmentSoutheastUniversityMay2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果

3、。尽我所知，除了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，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所（含万方数据）、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被

4、查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：本文工作由国家自然科学基金面上项目（NO.51276041）东南大学优秀博士学位论文基金（NO.YBJJ1602）资助摘要摘要室内空气品质IAQ(IndoorAirQuality)与人的健康有着密切的关系，良好的IAQ能够使人精力充沛和心情愉悦。然而广泛使用的木质地板、密度板、刨花板等各种建筑及室内装饰装潢材料，在室内散发出大量的挥发性有机化合物VOCs(VolatileOr

5、ganicCompounds)是导致室内空气品质低劣的重要原因，而甲醛作为最主要的危害成分之一，需要慎重对待。因此，揭示多孔建材内的甲醛散发及扩散规律具有十分重要的工程价值和科学意义。现阶段主要从宏观和介观层面对建材内甲醛散发过程进行了大量的研究，对微观层次的研究甚少，并且温度场以外的外场作用对其的影响研究尚不清晰。针对上述问题的不足，本论文主要研究内容以及结论如下：首先，开展了外加高压静电场对建材内甲醛散发过程影响的实验研究。研究了不同电场强度对中密度板内甲醛散发过程的平衡浓度和挥发速率的影响，通过实验发现密封舱内甲醛平衡浓度随着电场强度的增强而

6、增加，并且电场强度的增加加快了建材内甲醛的散发过程。分析了建材内甲醛散发过程的三大关键参数（初始散发浓度、扩散系数和分离系数）与电场强度的关系，发现分离系数在电场强度为100kV/m时比无电场作用时下降了30%。三大参数的变化规律为高压电场对建材内甲醛散发过程的影响提供了参考和指导。其次，进行了温度和高压静电场对建材内甲醛散发过程综合作用影响的实验研究。提出了建材内甲醛散发过程三大参数新解法，该方法拥有实验时间较短，步骤简单的优点。通过实验发现温度和电场强度均对甲醛散发过程产生促进作用，并且温度的促进作用比电场强度更加明显。在温度为298K，303

7、K，308K和313K时，电场强度从0kV/m增加到160kV/m，分离系数分别下降了17.7%，16.8%，22.2%和22%，下降趋势变化差异不大。在电场强度为0kV/m，80kV/m，120kV/m和160kV/m时，温度从298K增加到313K，分离系数分别下降了59.8%，58.8%，60.3%和62%，下降趋势变化差异也基本一致。第三，从微观层次研究了多孔建材内甲醛吸附特性。选纤维素作为建筑板材的微观结构代表，采用密度泛函理论研究了不同电场强度对吸附模型、结构参数以及能量的影-3响，得到吸附势与电场强度之间的关系式。发现电场强度从0增大

8、到10a.u.时，结构I的吸附势下降了约50%，而结构II的吸附势下降了超过60%。微观模拟研究为宏观物理实验结果提供了理