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新型保温被的研制与应用效果研究

作　者: 乔正卫
导　师: 邹志荣
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 日光温室保温被研制性能测试
分类号: S625.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

日光温室热量总损失的70%以上是通过前屋面散失的。目前,日光温室外覆盖保温材料有草苫等传统材料和保温被,但存在质量不均、防水性差、污染薄膜或价格过高不易推广等问题。所以开发性能良好,价格低廉的新型保温被仍有必要。选择多种材料,制作保温被,通过室内试验测试其性能,根据其结果再制作保温被,采用室外试验检验其保温性。在室内试验中,首先选择毛毡、喷胶棉、粗羊毛和PE发泡材料作保温芯材,牛津布和单面涂层防雨布作面料,还准备了铝箔反射材料,制作了6种保温被。采用静态热箱法,以草帘和2 kg/m2的毛毡保温被作为对照,测试了6种保温被的保温性;采用重量法,土工布综合强力机和人工热风老化法测试了前3种保温被的防水性,机械强度和耐老化性。结果表明:(1)采用“外层材料+塑料薄膜+芯材+内层材料”结构的1号和3号保温被吸水率为3.88%和6.75%,较2号保温被吸水率17.66%小,此结构具有良好的防水性。(2)1号、2号和3号保温被的机械强度分别为324.8、216.4和172.7 N/cm,保温被的强度取决于内外层(防护层)材料的强度特性,牛津布和单面涂层防雨布具有较高的强度。(3)人工老化后3种保温被的强度依次降低10.2%、7.0%和11.3%,牛津布和单面涂层防雨布具有良好的耐老化性。(4)在21和37W热源功率下,两层喷胶棉制作的保温被的传热系数为3.10和3.26 W/(m2·K),较草帘(3.52和3.61 W/(m2·K))和对照保温被(3.22和3.28 W/(m2·K))小,600 g/m2羊毛制作的保温被为3.42和3.49 W/(m2·K),也小于草帘(3.69和3.60 W/(m2·K))和对照保温被(3.64和3.53 W/(m2·K)),采用400 g/m2喷胶棉或600 g/m2以上羊毛制作保温被,其保温性超过草帘和对照保温被。选用牛津布作内外层材料,采用“外层材料+塑料薄膜+芯材+内层材料”结构制作了含600 g/m2羊毛的羊毛保温被和含400 g/m2羊毛夹层的毛毡羊毛保温被,通过室外小拱棚试验,以1 kg/m2和2 kg/m2的毛毡保温被作为对照,测试了其保温性。结果表明:(1)羊毛保温被覆盖的小拱棚的平均棚内气温为23.1℃、平均土温为27.7℃,通过羊毛保温被的平均热流为-11.53 W/m2,其平均传热系数为1.45 W/(m2·K),1 kg/m2毛毡保温被覆盖的平均棚内气温为22.4℃、平均土温为27.6℃,通过此保温被的平均热流为-15.91 W/m2,其平均传热系数为2.43 W/(m2·K),羊毛保温被的保温性优于1 kg/m2的毛毡保温被。(2)毛毡羊毛保温被覆盖的小拱棚的平均棚内气温为24.3℃、平均土温为27.6℃,其平均传热系数为1.35 W/(m2·K);2 kg/m2毛毡保温被覆盖的平均棚内气温为23.9℃、平均土温为27.5℃,其平均传热系数为1.39 W/(m2·K),毛毡羊毛保温被的保温性超过2 kg/m2的毛毡保温被。成本分析表明,羊毛保温被为11.7元/m2,毛毡羊毛保温被为14.3元/m2,分别比1 kg/m2毛毡保温被12.2元/m2和2 kg/m2毛毡保温被16元/m2低,羊毛芯保温被可替代现有的毛毡保温被。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-22
  1.1 温室概况  10-14
    1.1.1 国内外温室发展历史与现状  10-13
    1.1.2 日光温室——具有中国特色的温室  13-14
  1.2 日光温室热环境理论  14-17
    1.2.1 热量传递的基本方式  14-15
    1.2.2 日光温室的热平衡理论  15-17
  1.3 温室覆盖材料的研究现状  17-19
    1.3.1 透光材料的研究现状  17-18
    1.3.2 保温覆盖材料的研究现状  18-19
  1.4 研究的目的和意义  19-20
  1.5 研究的内容、方法及目标  20-22
    1.5.1 研究的内容和方法  20-21
    1.5.2 研究目标  21-22
第二章室内试验研究  22-37
  2.1 材料的筛选及及不同保温被的制作  22
    2.1.1 保温被外层材料的筛选  22
    2.1.2 保温芯材的筛选  22
    2.1.3 内层材料的筛选  22
    2.1.4 保温被的制作  22
  2.2 试验内容及方法  22-28
    2.2.1 保温性测试  23-27
    2.2.2 防水性测试  27
    2.2.3 机械强度测试  27-28
    2.2.4 耐老化性测试  28
  2.3 第一批试验  28-33
    2.3.1 试验对象  28
    2.3.2 热箱的检验  28-29
    2.3.3 结果与分析  29-32
    2.3.4 结论  32-33
  2.4 第二批试验  33-36
    2.4.1 试验对象  33
    2.4.2 温度布点的改进  33
    2.4.3 结果与分析  33-35
    2.4.4 结论  35-36
  2.5 小结  36-37
第三章室外试验研究  37-53
  3.1 保温被的加工  37-38
    3.1.1 材料  37
    3.1.2 保温被制作工艺  37
    3.1.3 保温被的结构特征  37-38
  3.2 试验内容及方法  38-41
    3.2.1 试验场地及试验拱棚  38-39
    3.2.2 试验仪器  39
    3.2.3 试验测点布置  39-41
    3.2.4 试验安排  41
    3.2.5 数据处理  41
  3.3 结果与分析  41-52
    3.3.1 2 个小拱棚热环境比较  41-43
    3.3.2 1 号保温被与3 号保温被的比较  43-46
    3.3.3 2 号保温被与3 号保温被的比较  46-49
    3.3.4 1 号保温被与4 号保温被的比较  49-52
  3.4 经济分析  52
  3.5 小结  52-53
第四章结论与讨论  53-55
  4.1 结论  53-54
  4.2 讨论  54-55
参考文献  55-59
致谢  59-60
作者简介  60

新型保温被的研制与应用效果研究

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