【摘 要】
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贵州省含有丰富的磷矿开采资源,在制造磷酸等相关化工产品时会所产生磷石膏等废弃物,本文以磷石膏废弃物再利用为研究背景,根据磷石膏材料自身具有的导热系数小、可塑性高、价格便宜等特点开展关于多孔磷石膏板材保温隔热性能的研究。目前对多孔磷石膏板材的研究还不完善,本文重点对该领域进行研究。通过对多孔磷石膏板材的制备,以及根据热流计法原理测试其传热系数和热阻,最后根据软件模拟出影响多孔磷石膏板材模型几种因素。
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贵州省含有丰富的磷矿开采资源,在制造磷酸等相关化工产品时会所产生磷石膏等废弃物,本文以磷石膏废弃物再利用为研究背景,根据磷石膏材料自身具有的导热系数小、可塑性高、价格便宜等特点开展关于多孔磷石膏板材保温隔热性能的研究。目前对多孔磷石膏板材的研究还不完善,本文重点对该领域进行研究。通过对多孔磷石膏板材的制备,以及根据热流计法原理测试其传热系数和热阻,最后根据软件模拟出影响多孔磷石膏板材模型几种因素。本文主要的工作和研究如下:（1）以传热学理论为研究基础,讨论了热传导、热对流、热辐射三种传热方式如何作用于多孔磷石膏板材,对多孔磷石膏板材传热性能进行了探究,为方便本次研究简化了保温和隔热的成立条件,两者采用统一的评价标准,即用传热系数和热阻值进行定量分析。（2）将多孔磷石膏板材与多孔砌块砖进行类比,讨论了板材孔洞率、板材孔洞排列数、板材孔洞排列方式、板材孔洞类型对多孔磷石膏板材的保温隔热性能的影响。（3）制作了磷石膏板并测定了本次试验所用磷石膏材料的导热系数,同时分析了养护环境中温度和相对湿度的对磷石膏板导热系数的影响。通过模具制作了顺排多孔磷石膏板材和错排多孔磷石膏板材,将两种板材置于和磷石膏板相同的养护环境中。最后通过热箱法测量了两种板材的传热系数和热阻值,分析了错排板材与顺排板材的热阻值和传热系数。（4）介绍了ANSYS FLUENT软件的运行基础和方法,以及将其用于数值模拟的可行性。通过建立与实际试验相同的数值模型进行模拟计算,最后得到相应的模拟数据。将模拟数据和试验数据进行比较,发现模拟数据值和实际试验值数据相差不大,同时具有相同的增长规律,体现了数值模拟的可靠性。（5）最后,根据前文所提及多孔磷石膏板材的几种影响因素分别进行数值模拟优化。通过增大板材的孔洞率,模型的传热性能得到了提升;通过增大板材中椭圆孔形长轴长与短轴长的差距值,模型的传热性能也相应提升;通过在板材中增加孔排列,模型的传热性能也相应提升;通过对四种孔形的板材模型进行数值模拟,结果显示矩形孔模型的传热性能最优。
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