博士论文 多层多孔结构内热湿耦合迁移特性研究 2017-04-28

多层多孔结构内热湿耦合迁移特性研究

摘要
人类居住环境是目前社会与技术极其关注的重大问题。建筑围护结构内的湿积累对于建筑结构的使用性能与人居环境安全存在着巨大的威胁。因此，本文以建筑围护结构内湿迁移和湿积累为工程背景，对多层多孔结构内热湿迁移特性作了系统性研究，着眼于多层多孔结构内的热湿稿合传递机理及其特性、热湿迁移中的系统参数辨识等反问题，建立了结构内瞬态热湿稿合传递过程数值模拟和实验方法。
本文首先研究了墙体内的湿气迁移过程，详细分析了湿积累现象形成的原因，通过对夏、冬两季平均气候下墙内温度、水蒸气压力、相对湿度及湿积累在仅有扩散、扩散与空气渗透同时存在等情况所作的具体计算，发现墙内、外表面的相对湿度、室内温度、渗透率、空气压差以及空气的渗流速度是影响墙内湿积累的主要因素。在模型建构、边界条件、数值方法等方面进－步完善了多层多孔结构内一维瞬态
热湿搞合模拟研究。建立了考虑湿积累过程的瞬态热湿稿合模型，在方程中引入了湿积累项；发展了一种传递函数解析方法进行墙体内不同剖面处温度和含湿量的动态预测：首次提出了一种基于有效有限差分法预测非线性边界条件下多层多孔结构内的传热传湿过程的数值分析方法，求解过程中考虑了瞬态边界条件，从而避免了通常处理中由于边界条件设定为常数而给计算带来的误差，对于多层结构每一层物性参数的非连续性，则采用了有效的有限差分逼近处理。
在多孔结构内热湿迁移反问题研究中引入全参数辨识方法，提出了求解温度和
湿度依赖型热湿迁移物性参数的基本思想和途径，从理论上指出了应用脉冲谱技术研究多层多孔结构热湿迁移反问题的可行性。对多层多孔结构内传热传湿过程进行了实验方法的研究和探讨，发展了间接测定多孔材料的质扩散系数和热质扩散系数的实验方法。
关键词：环境工程、传热、传湿、多孔介质