【摘 要】
:
近年来我国城市化进程高速推进,城市建筑耗能逐年增加,在总能耗中的占比也不断提高。在城市建筑能耗中,建筑制冷的能源消耗尤为突出。由于目前日益严重的能源危机和全球变暖等环境问题的出现,使用高效且无污染的降温技术来替代能源密集型制冷技术这一课题重要性与日俱增。辐射冷却是一种通过反射太阳光同时在大气窗口对外辐射热量实现冷却降温的方法,具有自发无源、高效等优势,对建立能源节约型、环境友好型社会有重要意义。本
论文部分内容阅读
近年来我国城市化进程高速推进,城市建筑耗能逐年增加,在总能耗中的占比也不断提高。在城市建筑能耗中,建筑制冷的能源消耗尤为突出。由于目前日益严重的能源危机和全球变暖等环境问题的出现,使用高效且无污染的降温技术来替代能源密集型制冷技术这一课题重要性与日俱增。辐射冷却是一种通过反射太阳光同时在大气窗口对外辐射热量实现冷却降温的方法,具有自发无源、高效等优势,对建立能源节约型、环境友好型社会有重要意义。本文提出了一种微孔/填料协同反射、多层复合/双向拉伸的聚合物基辐射冷却膜制备方法,并采用该方法,以超高分子量聚乙烯(UHMWPE)为基体成功制备了辐射冷却性能优异、力学性能突出的超薄高强辐射冷却膜。主要研究内容如下:运用有限时域分析方法,模拟计算不同二氧化硅(SiO2)添加量、二氧化硅与硫化锌(Zn S)共掺杂的辐射冷却膜太阳光波段反射率及大气窗口发射率。结果表明,SiO2含量增加,辐射冷却膜反射率与发射率都随之提高,但增幅逐渐减小,当含量超过60 wt%后,反射率与发射率变化都不大。此外,SiO2与Zn S共掺杂能有效提高太阳光波段反射率与大气窗口的发射率。研究了SiO2含量对UHMWPE/LP/SiO2复合材料流变性能及UHMWPE结晶度的影响。结果表明,UHMWPE结晶度与复合材料流变性能都随着SiO2含量增加而降低,当SiO2含量达到70 wt%时,复合材料呈刚性。分析SiO2含量对UHMWPE/SiO2辐射冷却膜的性能影响发现,当SiO2含量为60 wt%时,辐射冷却膜的T5%、T50%和Te分别较原始微孔膜提高了13℃、11℃和9℃,此时,辐射冷却膜太阳光波段反射率为96.4%,大气窗口发射率为78.2%,较原始膜分别提高了28.2%、14.2%。研究了多组分填料不同分布方式对UHMWPE基辐射冷却膜的影响。结果表明,以两相填料共混掺杂后作为芯层,两侧为支撑层的填料分布方式制备的样品有更好的辐射冷却性能。SiO2和Zn S共掺杂作为中间层的样品太阳光波段反射率为92.4%,红外发射率为78.9%。多层复合后的辐射冷却膜力学性能较单层膜有所提高,拉伸强度达到了18.35 MPa,断裂伸长率为1714%。通过正交实验分析填料种类、填料间配比、双向拉伸倍率对聚合物基膜辐射冷却性能的影响。结果表明,双向拉伸倍率对辐射冷却膜的太阳光波段反射率影响最为显著,原因在于双向拉伸倍率直接影响辐射冷却膜厚度。而对于中红外波段发射率,则是填料种类的影响最大。同时,双向拉伸能有效提高辐射冷却膜的力学性能。选择Zn S与SiO2比例为1:1共混掺杂,经过6×6倍拉伸、萃取后,得到性能最佳的辐射冷却膜。其太阳光波段反射率为96.3%,大气窗口热发射率达到了81.4%,由于高倍率的双向拉伸,其拉伸强度高达88.61 MPa,断裂伸长率为273.77%,实际降温测试表明加厚的双向拉伸膜具有优异的降温效果,较环境温度降低了10.52℃。
其他文献
聚氧化乙烯(PEO)具有与锂离子(Li+)络合的极性基团和高柔性链段,且与电极界面接触良好,是目前研究最广泛的聚合物固态电解质之一。当前PEO基固态电解质薄膜通常采用溶剂涂覆法加工,这一过程使聚合物在溶剂松弛自由态下获得了较好的锂盐分散度,但也带来了加工效率低下以及大量的溶剂损耗及溶剂污染等问题,同时由于无法实现成型取向导致电解质膜的机械力学性能较差,这些问题限制了PEO固态电解质薄膜大规模工业化
镁合金因具有高比强度、优良的生物相容性及电磁屏蔽性能等优点,在汽车、生物医疗以及电子器件等领域吸引了广泛的关注。但由于镁合金存在常温塑性成形能力不足的缺点,其进一步推广应用受到了较大的限制。ZK60镁合金具有相对较好的综合力学性能,但其塑性成形能力仍不足以满足具有较复杂形状的零件的成形。搅拌摩擦加工(Friction stir processing,FSP)技术作为一种固态剧塑性变形工艺,可通过细
非晶合金是金属熔体在快速冷却过程中原子来不及有序排列得到的一种没有晶粒、晶界的新型金属材料。由于无序的原子排布结构特征,非晶合金通常具有高强度、高硬度、高弹性及优异的耐腐蚀性能等,在消费电子、体育器械、军工航天等领域具有广泛的应用前景。然而,非晶合金的室温塑性较差,限制了其在一些关键结构件上的应用。通过外加第二相制备非晶复合材料是提高非晶合金塑性的重要途径,目前有吸铸、压力浸渗及热塑性成型等方法。
环氧树脂类材料因其成型工艺简单及综合性能优异,被广泛应用于飞机、汽车、建筑、电子产品等领域。但与其他热固性高分子材料一样,环氧基体内的缺陷和微裂纹一直是影响其力学性能、降低其使用寿命的主要原因。自修复技术具有延长材料使用寿命、提高产品安全性能、降低材料使用维护成本等优点,是解决上述问题的一项重要技术。经过近20年的研究,自修复技术逐渐向实用化发展。基于微胶囊化环氧-胺化学的自修复环氧树脂具有低毒低
均热板是一种高效的相变换热元件,因其高导热性、传热面平整、体积小、热流方向可逆等优点在电子器件、光电集热及动力电池等高功率密度的散热领域具有广阔的应用前景。随着厚度减薄,均热板的传热性能和动态热稳定性均恶化严重。因此分析超薄厚度下均热板动态热响应及内部工质传热传质特性是目前研究的热点。本文通过理论、实验及仿真分析,从动态热响应、热阻特性、微液膜蒸发、蒸汽腔和吸液芯内的传热流动行为和支撑柱的影响等方
真空系统是用于获得特定真空度的抽气系统,广泛应用于不同工程领域。对真空系统抽气性能预测方法进行研究,以验证真空系统能否达到工艺要求,对于真空系统设计、制造、使用维护具有重要意义。本硕士论文以中低真空度的真空系统为研究对象,提出考虑不同气体流动状态的理论抽气过程计算方法,与实测结果计算验证,并结合数值计算的方法对某真空系统设计阶段的抽气性能进行预测。主要创新点在于:提出考虑不同流态的抽真空理论计算模
球罐因占地面积小、耗费钢材少和工程量小等优点逐渐成为我国战略原油储备库的重要设备。球罐支柱作为其主要的承载结构,由于受到安装施工和土壤等环境因素影响将产生沉降和偏移。沉降和偏移一旦达到一定程度,球罐将因局部受力不均而发生屈曲失稳或破坏。因此本文选取一2000m3的球罐为研究对象,开展了球罐在支柱沉降和偏移下的静力学和屈曲分析,具体的研究工作如下:(1)分析总结弹塑性理论、弹塑性本构模型、热—结构耦
Al-Si-Mg合金由于其高的比强度、良好的铸造性能和耐腐蚀性,广泛应用于高真空压铸(HVDC)零部件的制备。产品复杂的结构和冷却系统的设计使铸件各部位凝固条件存在区别,导致铸件局部的凝固组织和力学性能具有明显的差异。采用数值模拟技术预测和研究不同成分和工艺参数下压铸Al-Si-Mg合金的凝固组织,可以指导实际生产中的产品开发和工艺优化。然而鉴于当前计算机硬件、数值模型、计算方法的发展水平,元胞自
随着航空航天、轨道交通、化工、船舶、兵器等产业的快速发展,人们对新型高比强结构材料的需求越加迫切。在满足使役性能的前提下,质轻的高比强金属结构材料有助于提升运载能力、节能降耗、减少环境污染等。随着航空航天等领域的高速发展,单一金属结构材料已难以满足对轻质高强结构材料的要求,研发具备两种或多种金属特性的异质异构复合材料越来越受到重视。铝/钛复合材料能够充分发挥两种轻金属的优异性能,拓展为一种高比强结
由水和甘油等极性增塑剂与淀粉共混加工所得的热塑性淀粉(TPS)具有全生物质来源、价廉和高透明等优点。然而,TPS塑化不彻底的结晶残余以及冷却时的不均收缩与存储时的返生等原因使其基体凝聚态结构的均一性下降,导致光线折射和散射增加而使TPS雾度增大。如能获得低雾度的TPS则可扩大淀粉在透明材料领域的应用。传统透明高分子材料表面有水汽凝结时易发生雾化导致雾度上升,现有策略多采用在表面构造亲/疏水层或增设