發(fā)布時(shí)間：2017-09-29 05:02

  本文關(guān)鍵詞：相變材料在建筑節(jié)能中的應(yīng)用及其模擬實(shí)驗(yàn)

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【摘要】：相變材料是一種新型的節(jié)能保溫材料,相變材料在發(fā)生物相變化的過程中伴隨著能量的變化,正是由于這種變化使得相變材料可以將能量更好的分配及儲(chǔ)存。對(duì)于我國(guó)目前如此巨大的人口基數(shù)以及每年新增的住房面積。建筑用能目前是我們國(guó)家能源消耗的一個(gè)重要組成部分,正是由于這個(gè)原因建筑節(jié)能的重要性開始受到了人們的重視。傳統(tǒng)的墻體保溫材料節(jié)能效果比較低,以往在墻體設(shè)計(jì)建造的過程中為了達(dá)到比較好的墻體保溫效果,需要增加施工的厚度。但是增加了墻體施工的厚度這樣就變相增加了成本,與此同時(shí)隨著墻體自重的變大負(fù)荷也相對(duì)來(lái)說會(huì)有較大的增加。所以對(duì)于傳統(tǒng)的墻體保溫材料來(lái)說急需一種新的材料來(lái)改變目前維護(hù)墻體蓄熱材料的構(gòu)成。本文根據(jù)相變材料相變方式以及相變溫度的不同對(duì)于不同種類的相變材料作了簡(jiǎn)要的介紹。比如一些低溫的相變材料像水和鹽類Na2SO4·10H2O(芒硝)、CH3COONa·3H2O、CaCl2·10H2O和CaBr2·6H2O等。除此之外,本文還簡(jiǎn)要介紹了石蠟類相變材料比如石蠟的構(gòu)成以及石蠟的一些熱物性能。分析了在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中保溫材料應(yīng)用情況、建筑物的節(jié)能現(xiàn)狀、復(fù)合墻體的保溫形式、以及相變墻體的節(jié)能機(jī)理分析等。在介紹ANSYS有限元軟件的同時(shí)對(duì)于ANSYS在熱力學(xué)模塊相變分析時(shí)的一些思路進(jìn)行了說明。對(duì)于相變材料利用ANSYS進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬了素混凝土板的溫度場(chǎng),對(duì)于素混凝土板進(jìn)行一定時(shí)間的穩(wěn)定熱流強(qiáng)度加熱以后,不同時(shí)間段的溫度以及熱流情況得出了相應(yīng)的圖表。同樣的作為對(duì)比,在相同的熱流強(qiáng)度,相同的加熱條件的情況下模擬了相變板材的溫度場(chǎng),也得出了不停時(shí)間情況下的溫度以及熱流狀況。通過利用ANSYS進(jìn)行數(shù)值模擬可以知道相變材料確實(shí)有較好的蓄熱效果。在建筑中使用相變材料,不僅節(jié)能而且保溫效果良好。
【關(guān)鍵詞】：保溫材料 相變材料 節(jié)能 ANSYS數(shù)值模擬 圍護(hù)結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU59
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 緒論13-26
• 1.1 相變材料在建筑方面的應(yīng)用13-15
• 1.1.1 相變材料概述13-14
• 1.1.2 相變材料在建筑中的應(yīng)用14-15
• 1.2 相變材料的分類以及應(yīng)用15-21
• 1.2.1 相變材料按照相變方式的不同來(lái)劃分15
• 1.2.2 相變材料按照溫度的不同來(lái)劃分15-21
• 1.2.3 建筑材料中所使用的相變材料在耐久性方面的要求21
• 1.3 相變材料與建筑材料相結(jié)合的方式21-22
• 1.3.1 直接結(jié)合21-22
• 1.3.2 間接結(jié)合22
• 1.4 相變材料所制作的建筑材料以及應(yīng)用22-26
• 1.4.1 相變儲(chǔ)能石膏板23
• 1.4.2 相變儲(chǔ)能混凝土23-24
• 1.4.3 應(yīng)用于建筑保溫隔熱材料中的相變材料24
• 1.4.4 相變材料在砂漿中的應(yīng)用24-25
• 1.4.5 相變材料在涂料中的應(yīng)用25-26
• 2 ANSYS的簡(jiǎn)介26-33
• 2.1 ANSYS軟件概況的介紹26
• 2.2 ANSYS的發(fā)展26-27
• 2.3 ANSYS中相變分析的基本思路及求解設(shè)置27-30
• 2.3.1 潛在熱量和焓27-28
• 2.3.2 相變分析基本思路28-30
• 2.4 利用ANSYS對(duì)相變材料在建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的模擬分析30-33
• 2.4.1 ANSYS對(duì)于相變材料模擬概況30
• 2.4.2 ANSYS對(duì)于相變材料模擬的一些國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀30-31
• 2.4.3 利用ANSYS進(jìn)行模擬的時(shí)候?qū)手档脑O(shè)定31
• 2.4.4 相變材料應(yīng)用于圍護(hù)類墻體中應(yīng)滿足的要求31-33
• 3 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)33-45
• 3.1 建筑節(jié)能與墻體保溫33-37
• 3.1.1 建筑節(jié)能現(xiàn)狀34-35
• 3.1.2 復(fù)合墻體的保溫形式35-36
• 3.1.3 復(fù)合墻體保溫材料選用的原則36
• 3.1.4 保溫復(fù)合墻體對(duì)于保溫復(fù)合材料的要求36-37
• 3.1.5 夾心保溫復(fù)合墻體對(duì)于保溫材料的要求37
• 3.2 相變墻體節(jié)能機(jī)理分析37-42
• 3.2.1 相變材料保溫墻體中相變材料摻量的確定40
• 3.2.2 相變材料在建筑材料中的應(yīng)用方式40-42
• 3.3 固-液相變熱參數(shù)的測(cè)定方法42-45
• 3.3.1 常用的熱分析法介紹42-43
• 3.3.2 導(dǎo)熱數(shù)值問題思想及微分方程的離散求解43-45
• 4 利用ANSYS模擬相變板材溫度場(chǎng)45-56
• 4.1 在數(shù)值模擬相變板材的過程中需要了解的參量45-47
• 4.2 對(duì)于相變板材溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬47-48
• 4.2.1 數(shù)值模擬的目的47-48
• 4.2.2 建立ANSYS模擬的數(shù)學(xué)模型48
• 4.2.3 ANSYS模擬的過程中對(duì)于相變材料的簡(jiǎn)化48
• 4.3 數(shù)值模擬相變板材48-56
• 5 利用ANSYS對(duì)相變板材進(jìn)行數(shù)值模擬56-71
• 5.1 對(duì)于素混凝土板進(jìn)行數(shù)值模擬56-62
• 5.2 對(duì)于相變材料利用ANSYS進(jìn)行數(shù)值模擬62-70
• 5.2.1 定義材料屬性62-63
• 5.2.2 對(duì)于相變材料進(jìn)行數(shù)值模擬及分析63-70
• 5.3 ANSYS分析結(jié)果總結(jié)70-71
• 6. 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 致謝76-77
• 作者簡(jiǎn)介77

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