鋁木復(fù)合型材隔熱性能的研究

蔣寶香

摘 要：該文首先闡述了與傳統(tǒng)鋁合金型材相比，鋁木復(fù)合型材的典型特點(diǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法測(cè)試了鋁木復(fù)合型材在不同的狀況下的傳熱系數(shù)，從而分析出鋁木復(fù)合型材的隔熱性能，為以后的實(shí)際應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：鋁木復(fù)合型材 傳熱系數(shù) 隔熱性能

中圖分類號(hào)：TB33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）10（b）-0049-01

隨著國(guó)內(nèi)材料市場(chǎng)不斷出現(xiàn)了一些新型的型材，其中鋁木復(fù)合型材作為一種高檔材料出現(xiàn)在市場(chǎng)上。鋁木復(fù)合型材是利用天然的木材和鋁合金材料兩種材料，通過(guò)放入壓合的方式，使其鋁木兩者有效的組合一起，最終產(chǎn)出產(chǎn)品[1]。與傳統(tǒng)的鋁合金型材相比，鋁木復(fù)合型材有其相應(yīng)的特點(diǎn)。一是鋁木復(fù)合型材能夠調(diào)節(jié)相乘的溫度和濕度；二是鋁木復(fù)合型材具有良好的隔聲和光學(xué)性能；三是鋁木復(fù)合型材的觀感良好[2]。正因?yàn)橛猩鲜龅膬?yōu)點(diǎn)，該文通過(guò)測(cè)試鋁木復(fù)合型材的傳熱系數(shù)來(lái)研究其相應(yīng)的隔熱性能情況。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)儀器

該測(cè)試儀器采用鋁木復(fù)合型材隔熱性能檢測(cè)儀，主要檢測(cè)鋁木復(fù)合型材的傳熱系數(shù)。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料采用鋁木復(fù)合型材，每批鋁木復(fù)合型材隨機(jī)抽取2根型材，每根隨機(jī)取樣5個(gè)（中間1個(gè)，兩端各2個(gè)），共10個(gè)，長(zhǎng)度為（300±3）mm進(jìn)行傳熱系數(shù)的測(cè)試。

1.3 試驗(yàn)方案

鋁木復(fù)合型材的隔熱性能主要體現(xiàn)在傳熱系數(shù)方面，因此通過(guò)對(duì)傳熱系數(shù)的測(cè)試能分析出其隔熱的性能。

方案一：鋁木復(fù)合型材在熱室和冷室空氣溫差△T一定時(shí)，平均溫度t對(duì)傳熱系數(shù)的影響。試驗(yàn)參數(shù)如下。

主要參數(shù)及假定值：

熱室溫度：Thot；冷室溫度：Tcold；冷熱溫差：△T；采點(diǎn)間隔：40 min；平均溫度：t；試板大小：300±3。

（1）當(dāng)冷熱溫差△T=25℃時(shí)，測(cè)試平均溫度t對(duì)鋁木復(fù)合型材的傳熱系數(shù)的影響。其工況如下。

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

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

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

（2）當(dāng)冷熱溫差△T=20℃時(shí)，測(cè)試平均溫度t對(duì)鋁木復(fù)合型材的傳熱系數(shù)的影響。其工況如下。

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

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

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

方案二：鋁木復(fù)合型材在熱室和冷室空氣平均溫度t一定時(shí)，冷熱溫差△T對(duì)傳熱系數(shù)的影響。試驗(yàn)參數(shù)同方案一。

（1）當(dāng)平均溫度t=19.5℃，冷熱溫差△T對(duì)傳熱系數(shù)的影響。其工況如下。

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

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

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

（2）當(dāng)平均溫度t=22.5℃，冷熱溫差△T對(duì)傳熱系數(shù)的影響。其工況如下。

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

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

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

2 結(jié)果與分析

2.1 測(cè)試結(jié)果

分別對(duì)方案一、方案二中每種工況情況分別進(jìn)行多次測(cè)試，通過(guò)對(duì)兩種實(shí)驗(yàn)方式的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，得出相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果。

（1）方案一的測(cè)試結(jié)果如下。

冷熱室溫差為25℃時(shí)，t=16.5 ℃、20.5℃和t=24.5 ℃，其傳熱系數(shù)分別為2.175 W/（m2·K）、2.224 W/（m2·K）和2.335 W/（m2·K）；冷熱室溫差△T為25℃時(shí)，t=16.5 ℃、20.5℃和t=24.5 ℃，其傳熱系數(shù)分別為2.087 W/（m2·K）、2.175 W/（m2·K）和2.286 W/（m2·K）。

（2）方案二的測(cè)試結(jié)果如下。

平均溫度為22.5℃時(shí)，△T=15℃、20℃和25℃，其傳熱系數(shù)分別為2.209W/（m2·K）、2.287W/（m2·K）和2.335 W/（m2·K）；平均溫度為19.5℃時(shí)，△T =15℃、20℃和25℃，其傳熱系數(shù)分別為2.109W/（m2·K）、2.188W/（m2·K）和2.224 W/（m2·K）。

2.2 結(jié)果分析

分析上式兩種方案下的參數(shù)的關(guān)系。

（1）冷熱室平均溫度對(duì)鋁木復(fù)合型材的傳熱性能的影響。

當(dāng)冷熱室溫差保持穩(wěn)定一個(gè)數(shù)時(shí)，鋁木復(fù)合型材的傳熱系數(shù)隨著平均溫度的升高而逐漸增加。當(dāng)冷熱室溫差穩(wěn)定時(shí)，平均溫度越低，鋁木復(fù)合型材的傳熱系數(shù)越小，從而型材的隔熱性能越好，節(jié)能效果比較良好。

（2）冷熱室溫差對(duì)鋁木復(fù)合型材的傳熱性能的影響。

當(dāng)冷熱室平均保持穩(wěn)定一個(gè)數(shù)時(shí)，鋁木復(fù)合型材的傳熱系數(shù)隨著溫差的升高而逐漸增加。冷熱室平均穩(wěn)定時(shí)，溫差越小，鋁木復(fù)合型材的傳熱系數(shù)越小，從而型材的隔熱性能越好，節(jié)能效果比較良好。

3 結(jié)語(yǔ)

該文通過(guò)對(duì)二種實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了測(cè)試，分別研究了冷熱室溫差、平均溫度等因素對(duì)鋁木復(fù)合型材傳熱系數(shù)的影響情況，從而得出其隔熱性能情況，結(jié)論如下。

（1）當(dāng)其它因素保持穩(wěn)定時(shí)，鋁木復(fù)合型材的傳熱系數(shù)隨著冷熱室溫差變化的變化，溫差越小，其傳熱系數(shù)越小，從而反映出其隔熱性能越好。

（2）當(dāng)其它因素保持穩(wěn)定時(shí)，鋁木復(fù)合型材的傳熱系數(shù)隨著冷熱室的平均溫度的變化而變化，平均溫度越低，其傳熱系數(shù)越小，傳熱性能越好，從而反映出其隔熱性能越好。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁粉寧.鋁木復(fù)合型材帶來(lái)木門窗行業(yè)革命性突破[J].中華建筑報(bào)，2010（11）： 1-4.

[2] 俞繼軍，艾邦成，姜貴慶.復(fù)合材料在長(zhǎng)時(shí)間加熱條件下的隔熱機(jī)理[J].宇航材料工藝，2007（4）：12-14.

[3] 顏勇.鋁型材隔熱斷橋工藝的應(yīng)用[J].鋁加工，2006（4）：46-48.