多孔室内建材中VOCs、甲醛的反常扩散研究

来源 :北京建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:t272162898
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
具有分形结构的多孔人造板散发的挥发性有机化合物(VOCs)严重污染室内环境。为了改善室内空气质量,深入研究VOCs、甲醛从人造板中释放的反常扩散特性和质量传递规律具有重要意义。本文分别探讨了人造板中VOC、甲醛的传质问题及不同的环境因素对其散发特性的影响。主要内容如下:1)根据人造板的压汞孔隙度(MIP)测试的结果,通过比较多孔人造板内部通道的孔径与VOC分子自由程,确定其释放属于Knudsen扩散。与VOC在建材中的扩散类型归因于Fick扩散的研究不同,提出了与分形维数相关的时间分数阶传质模型分析Knudsen扩散特性,并分析了面孔隙率对表面散发的影响,首次得到了该模型的解析解。进一步证明了有限差分格式是可解的、无条件稳定和收敛的,且数值模拟结果与实验数据吻合良好。与Little等人和Deng and Kim的模型相比,能更准确地揭示后期拖尾现象。此外,分析了分形维数df、面积孔隙率ε和延迟时间参数λ对VOC释放的影响。2)基于MIP测试结果,首次确定了人造板中甲醛的释放属于过渡区扩散,进而建立了一个通用的时间分数阶传质模型来描述污染物(包括甲醛、VOCs和SVOCs)的非Fick扩散,并分析了人造板的面孔隙率、甲醛的化学反应以及SVOCs的吸附特性,利用拉普拉斯变换法得到了三种不同情况下的解析解。证明了传质方程的有限差分格式是可解的、条件稳定的和无条件收敛的。数值结果表明,根据五个板材甲醛释放独立实验与数值模拟的最大相对误差证实模型的有效性。此外,首次提出了分形维数与时间分数阶导数参数、延迟时间参数、面孔隙率之间的相关性,并进一步揭示了人造板内甲醛的物理扩散率与化学反应生成速率的变化趋势以及化学反应系数和延迟时间参数对甲醛释放的影响。3)利用通用的时间分数阶传质模型研究了环境因素对人造板中VOCs、甲醛散发的影响规律。基于分数阶传质模型,对3组不同环境因素下的独立甲醛释放实验数据进行数值模拟,根据模拟结果初步阐示了环境因素(温度T、相对湿度RH、换气率N)与关键释放参数之间的相关性。本文建立的时间分数阶传质模型和环境因素对污染物释放特性的影响,为进一步预测并控制室内建材中污染物的扩散问题提供重要的理论依据和指导,为后续研究提供新方法和思路奠定基础。
其他文献
气候变化问题日趋严重,大量排放二氧化碳所导致的一系列环境问题正在影响着人们的正常生活。随着我国“碳达峰”与“碳中和”目标的提出,农村地区的能源低碳转型问题日益被国家政府所重视。在我国的能源消耗占比当中,建筑领域能源消耗占社会总能耗的比重越来越大,而且建筑全过程产生的二氧化碳占比接近全国总碳排放的二分之一。当前我国农村地区正在广泛的开展清洁能源建设工程,推广使用新型的清洁能源将不仅可以降低部分碳排放
学位
交通安全一直是关乎国民生命健康的热议话题,先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance System,ADAS)能够在关键时刻为道路上的交通参与者提供安全保障。道路标识线的精准检测与分割,是实现辅助驾驶甚至完全自动驾驶较为关键的一环。不同于一般物体,道路标识线几何形状、颜色较为单一,同一个标识线在不同的影像数据中的体积差异较大,在不同角度下的形状差异也较为明显,加之道路环
学位
随着全球疫情不断蔓延,我国逐渐进入疫情防控常态化。新冠病毒主要通过飞沫传播且传播力强,佩戴口罩作为简单易行的防疫手段值得引起人们重视。目前,使用人工对公共场合口罩佩戴进行监测,不仅耗费人力还容易增加病毒传播几率,使用人工对密集人群口罩监测也极易造成误检、漏检。因此,防疫机器人替代人工防疫监测成为研究趋势,但是目前对口罩监测的防疫机器人研究较少,足式机器人可以在草地、石地等复杂地形行走和跨越障碍,具
学位
装配整体式齿槽剪力墙结构体系是一种基于预制构件不出筋的设计理念,墙体侧边具有新型连接构造的全预制混凝土剪力墙结构体系,该结构体系基本装配单元包括榫卯预制剪力墙与盲孔预制剪力墙。榫卯预制剪力墙侧面为榫卯构造,榫卯构造主要由榫头、榫孔和横向凹槽组成,预制剪力墙采用榫卯构造可防止钢筋在运输、吊装过程中碰撞造成钢筋弯扭及长时间放置导致钢筋生锈等问题,采用榫卯构造预制剪力墙间相互连接构成榫卯接缝的连接形式,
学位
为解决日益严峻的能源危机及环境污染等问题,实现“双碳”目标,电动汽车因其具有节能环保、能源效率高,运行成本低等优点已成为全球汽车行业发展的主要方向。大规模电动汽车无序接入电网,其充电行为将会给电网带来负荷峰谷差增大、网络损耗、三相不平衡、谐波污染等不良影响。因此,制定合理有效的充放电策略,有序引导电动汽车入网的充放电行为,对电网安全稳定运行具有重要意义。模块化多电平变换器(Modular Mult
学位
砌体结构是我国应用最为广泛的结构类型之一,在我国既有建筑中占有较大的比例。历次强烈地震中,砌体结构破坏严重,现有加固方法能够减轻地震灾害、实现“大震不倒”的抗震设防目标,但不能避免砌体结构在大震下的严重损伤。常规的隔震加固技术可以实现既有建筑大震下功能的持续发挥,但成本较高。作为国家十三五重点研发计划项目“地震易发区建筑工程抗震能力与灾后安全评估及处置新技术”的一部分,本文提出基于隔震原理的低成本
学位
壁画是我国历史的承载者,是文化遗产的主要组成部分,不同时期的壁画风格不同,反映了朝代的更迭、岁月的变迁,具有极高的历史价值和艺术价值。但因其长期受到自然或人为等多种因素的影响,壁画局部的线条可能被颜料层或者烟熏等其他物质覆盖,极大影响了壁画的观感,不利于壁画的数字化留存。为了对壁画进行科学修复、制订合理、科学的壁画数字化保护方案,壁画线条信息的增强与提取是不可或缺的环节之一。通过利用高光谱影像中线
学位
坛城是印度教和佛教共有的空间图式,早在古印度吠陀时代就已存在,随着佛教密宗的兴起而盛行,成为各种修行仪轨的必备元素,藏密更是将其奉为圭臬,贯穿于宗教生活的方方面面。借助具象的实体来表达宗教奥义和传播宗教理念一向是宗教发展的主要途径,坛城以其丰富的象征内涵和组织有序的空间结构而成为密宗建筑艺术创作的主要内容。藏传佛教的繁盛推动了该形制在汉地的兴建,特别是在明清时期于皇都北京形成建设高潮,以金刚宝座塔
学位
随着我国天然气事业的持续快速发展,巨量的城市埋地燃气管道将陆续面临生命周期事故易发阶段。天然气易燃易爆,少量泄漏弥散在土壤中不易被发现,但对人们的生命财产安全构成巨大的潜在威胁。为此国内外研究者对燃气管道泄漏的影响开展了大量研究。本文在对近三十年相关文献调研的基础上,对中压埋地燃气管道小孔泄漏的规律和影响,进行了数值模拟和实验验证研究。对埋地中压管道小孔泄漏的稳态和非稳态过程分别进行了模拟研究,影
学位
随着大型医院、商场、机场、火车站以及其它大型复杂功能建筑物综合体的不断出现,人们对室内定位导航功能的需求不断增加,使得更多行业对室内外定位导航系统的服务提出了迫切要求。在室内定位的基础上,面向地下车库寻车、医院快速医疗、工厂材料快速定位等需求,研究学者们探索了多种室内定位技术。全球导航卫星系统(GNSS)是最主要的室外定位系统,使用智能手机可以进行无处不在的定位导航,但GNSS信号无法覆盖到室内环
学位