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铝木复合型材隔热性能的研究

2014-12-02蒋宝香

科技创新导报 2014年29期
关键词:传热系数

蒋宝香

摘 要:该文首先阐述了与传统铝合金型材相比,铝木复合型材的典型特点。通过实验测试方法测试了铝木复合型材在不同的状况下的传热系数,从而分析出铝木复合型材的隔热性能,为以后的实际应用提供参考。

关键词:铝木复合型材 传热系数 隔热性能

中图分类号:TB33 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)10(b)-0049-01

随着国内材料市场不断出现了一些新型的型材,其中铝木复合型材作为一种高档材料出现在市场上。铝木复合型材是利用天然的木材和铝合金材料两种材料,通过放入压合的方式,使其铝木两者有效的组合一起,最终产出产品[1]。与传统的铝合金型材相比,铝木复合型材有其相应的特点。一是铝木复合型材能够调节相乘的温度和湿度;二是铝木复合型材具有良好的隔声和光学性能;三是铝木复合型材的观感良好[2]。正因为有上述的优点,该文通过测试铝木复合型材的传热系数来研究其相应的隔热性能情况。

1 实验

1.1 试验仪器

该测试仪器采用铝木复合型材隔热性能检测仪,主要检测铝木复合型材的传热系数。

1.2 试验材料

试验材料采用铝木复合型材,每批铝木复合型材随机抽取2根型材,每根随机取样5个(中间1个,两端各2个),共10个,长度为(300±3)mm进行传热系数的测试。

1.3 试验方案

铝木复合型材的隔热性能主要体现在传热系数方面,因此通过对传热系数的测试能分析出其隔热的性能。

方案一:铝木复合型材在热室和冷室空气温差△T一定时,平均温度t对传热系数的影响。试验参数如下。

主要参数及假定值:

热室温度:Thot;冷室温度:Tcold;冷热温差:△T;采点间隔:40 min;平均温度:t;试板大小:300±3。

(1)当冷热温差△T=25℃时,测试平均温度t对铝木复合型材的传热系数的影响。其工况如下。

工况1:△T=25 ℃,Thot =45℃,Tcold =20℃,t=24.5℃。

工况2:△T=25 ℃,Thot =40℃,Tcold =15℃,t=20.5℃。

工况3:△T=25 ℃,Thot =35℃,Tcold =10℃,t=16.5℃。

(2)当冷热温差△T=20℃时,测试平均温度t对铝木复合型材的传热系数的影响。其工况如下。

工况1:△T=20 ℃,Thot =40.5℃,Tcold =15.5℃,t=24.5℃。

工况2:△T=20 ℃,Thot =35.5℃,Tcold =10.5℃,t=20.5℃。

工况3:△T=20 ℃,Thot =30.5℃,Tcold =5.5 ℃,t=16.5℃。

方案二:铝木复合型材在热室和冷室空气平均温度t一定时,冷热温差△T对传热系数的影响。试验参数同方案一。

(1)当平均温度t=19.5℃,冷热温差△T对传热系数的影响。其工况如下。

工况1:t=19.5℃,Thot=26.5℃,Tcold =11.5℃,△T=15 ℃。

工况2:t=19.5℃,Thot=32.5℃,Tcold =12.5℃,△T=20 ℃。

工况3:t=19.5℃,Thot=38.5℃,Tcold =13.5℃,△T=25 ℃。

(2)当平均温度t=22.5℃,冷热温差△T对传热系数的影响。其工况如下。

工况1:t=22.5℃,Thot=32.5℃,Tcold =17.5℃,△T=15 ℃。

工况2:t=22.5℃,Thot=38.5℃,Tcold =18.5℃,△T=20 ℃。

工况3:t=22.5℃,Thot=44.5℃,Tcold =19.5℃,△T=25 ℃。

2 结果与分析

2.1 测试结果

分别对方案一、方案二中每种工况情况分别进行多次测试,通过对两种实验方式的测试数据进行整理分析,得出相应的测试结果。

(1)方案一的测试结果如下。

冷热室温差为25℃时,t=16.5 ℃、20.5℃和t=24.5 ℃,其传热系数分别为2.175 W/(m2·K)、2.224 W/(m2·K)和2.335 W/(m2·K);冷热室温差△T为25℃时,t=16.5 ℃、20.5℃和t=24.5 ℃,其传热系数分别为2.087 W/(m2·K)、2.175 W/(m2·K)和2.286 W/(m2·K)。

(2)方案二的测试结果如下。

平均温度为22.5℃时,△T=15℃、20℃和25℃,其传热系数分别为2.209W/(m2·K)、2.287W/(m2·K)和2.335 W/(m2·K);平均温度为19.5℃时,△T =15℃、20℃和25℃,其传热系数分别为2.109W/(m2·K)、2.188W/(m2·K)和2.224 W/(m2·K)。

2.2 结果分析

分析上式两种方案下的参数的关系。

(1)冷热室平均温度对铝木复合型材的传热性能的影响。

当冷热室温差保持稳定一个数时,铝木复合型材的传热系数随着平均温度的升高而逐渐增加。当冷热室温差稳定时,平均温度越低,铝木复合型材的传热系数越小,从而型材的隔热性能越好,节能效果比较良好。

(2)冷热室温差对铝木复合型材的传热性能的影响。

当冷热室平均保持稳定一个数时,铝木复合型材的传热系数随着温差的升高而逐渐增加。冷热室平均稳定时,温差越小,铝木复合型材的传热系数越小,从而型材的隔热性能越好,节能效果比较良好。

3 结语

该文通过对二种实验方案进行了测试,分别研究了冷热室温差、平均温度等因素对铝木复合型材传热系数的影响情况,从而得出其隔热性能情况,结论如下。

(1)当其它因素保持稳定时,铝木复合型材的传热系数随着冷热室温差变化的变化,温差越小,其传热系数越小,从而反映出其隔热性能越好。

(2)当其它因素保持稳定时,铝木复合型材的传热系数随着冷热室的平均温度的变化而变化,平均温度越低,其传热系数越小,传热性能越好,从而反映出其隔热性能越好。

参考文献

[1] 梁粉宁.铝木复合型材带来木门窗行业革命性突破[J].中华建筑报,2010(11): 1-4.

[2] 俞继军,艾邦成,姜贵庆.复合材料在长时间加热条件下的隔热机理[J].宇航材料工艺,2007(4):12-14.

[3] 颜勇.铝型材隔热断桥工艺的应用[J].铝加工,2006(4):46-48.

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