鋁木復合型材隔熱性能的研究

蔣寶香

摘 要：該文首先闡述了與傳統鋁合金型材相比，鋁木復合型材的典型特點。通過實驗測試方法測試了鋁木復合型材在不同的狀況下的傳熱系數，從而分析出鋁木復合型材的隔熱性能，為以后的實際應用提供參考。

關鍵詞：鋁木復合型材 傳熱系數 隔熱性能

中圖分類號：TB33 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0049-01

隨著國內材料市場不斷出現了一些新型的型材，其中鋁木復合型材作為一種高檔材料出現在市場上。鋁木復合型材是利用天然的木材和鋁合金材料兩種材料，通過放入壓合的方式，使其鋁木兩者有效的組合一起，最終產出產品[1]。與傳統的鋁合金型材相比，鋁木復合型材有其相應的特點。一是鋁木復合型材能夠調節相乘的溫度和濕度；二是鋁木復合型材具有良好的隔聲和光學性能；三是鋁木復合型材的觀感良好[2]。正因為有上述的優點，該文通過測試鋁木復合型材的傳熱系數來研究其相應的隔熱性能情況。

1 實驗

1.1 試驗儀器

該測試儀器采用鋁木復合型材隔熱性能檢測儀，主要檢測鋁木復合型材的傳熱系數。

1.2 試驗材料

試驗材料采用鋁木復合型材，每批鋁木復合型材隨機抽取2根型材，每根隨機取樣5個（中間1個，兩端各2個），共10個，長度為（300±3）mm進行傳熱系數的測試。

1.3 試驗方案

鋁木復合型材的隔熱性能主要體現在傳熱系數方面，因此通過對傳熱系數的測試能分析出其隔熱的性能。

方案一：鋁木復合型材在熱室和冷室空氣溫差△T一定時，平均溫度t對傳熱系數的影響。試驗參數如下。

主要參數及假定值：

熱室溫度：Thot；冷室溫度：Tcold；冷熱溫差：△T；采點間隔：40 min；平均溫度：t；試板大小：300±3。

（1）當冷熱溫差△T=25℃時，測試平均溫度t對鋁木復合型材的傳熱系數的影響。其工況如下。

工況1：△T=25 ℃，Thot =45℃，Tcold =20℃，t=24.5℃。

工況2：△T=25 ℃，Thot =40℃，Tcold =15℃，t=20.5℃。

工況3：△T=25 ℃，Thot =35℃，Tcold =10℃，t=16.5℃。

（2）當冷熱溫差△T=20℃時，測試平均溫度t對鋁木復合型材的傳熱系數的影響。其工況如下。

工況1：△T=20 ℃，Thot =40.5℃，Tcold =15.5℃，t=24.5℃。

工況2：△T=20 ℃，Thot =35.5℃，Tcold =10.5℃，t=20.5℃。

工況3：△T=20 ℃，Thot =30.5℃，Tcold =5.5 ℃，t=16.5℃。

方案二：鋁木復合型材在熱室和冷室空氣平均溫度t一定時，冷熱溫差△T對傳熱系數的影響。試驗參數同方案一。

（1）當平均溫度t=19.5℃，冷熱溫差△T對傳熱系數的影響。其工況如下。

工況1：t=19.5℃，Thot=26.5℃，Tcold =11.5℃，△T=15 ℃。

工況2：t=19.5℃，Thot=32.5℃，Tcold =12.5℃，△T=20 ℃。

工況3：t=19.5℃，Thot=38.5℃，Tcold =13.5℃，△T=25 ℃。

（2）當平均溫度t=22.5℃，冷熱溫差△T對傳熱系數的影響。其工況如下。

工況1：t=22.5℃，Thot=32.5℃，Tcold =17.5℃，△T=15 ℃。

工況2：t=22.5℃，Thot=38.5℃，Tcold =18.5℃，△T=20 ℃。

工況3：t=22.5℃，Thot=44.5℃，Tcold =19.5℃，△T=25 ℃。

2 結果與分析

2.1 測試結果

分別對方案一、方案二中每種工況情況分別進行多次測試，通過對兩種實驗方式的測試數據進行整理分析，得出相應的測試結果。

（1）方案一的測試結果如下。

冷熱室溫差為25℃時，t=16.5 ℃、20.5℃和t=24.5 ℃，其傳熱系數分別為2.175 W/（m2·K）、2.224 W/（m2·K）和2.335 W/（m2·K）；冷熱室溫差△T為25℃時，t=16.5 ℃、20.5℃和t=24.5 ℃，其傳熱系數分別為2.087 W/（m2·K）、2.175 W/（m2·K）和2.286 W/（m2·K）。

（2）方案二的測試結果如下。

平均溫度為22.5℃時，△T=15℃、20℃和25℃，其傳熱系數分別為2.209W/（m2·K）、2.287W/（m2·K）和2.335 W/（m2·K）；平均溫度為19.5℃時，△T =15℃、20℃和25℃，其傳熱系數分別為2.109W/（m2·K）、2.188W/（m2·K）和2.224 W/（m2·K）。

2.2 結果分析

分析上式兩種方案下的參數的關系。

（1）冷熱室平均溫度對鋁木復合型材的傳熱性能的影響。

當冷熱室溫差保持穩定一個數時，鋁木復合型材的傳熱系數隨著平均溫度的升高而逐漸增加。當冷熱室溫差穩定時，平均溫度越低，鋁木復合型材的傳熱系數越小，從而型材的隔熱性能越好，節能效果比較良好。

（2）冷熱室溫差對鋁木復合型材的傳熱性能的影響。

當冷熱室平均保持穩定一個數時，鋁木復合型材的傳熱系數隨著溫差的升高而逐漸增加。冷熱室平均穩定時，溫差越小，鋁木復合型材的傳熱系數越小，從而型材的隔熱性能越好，節能效果比較良好。

3 結語

該文通過對二種實驗方案進行了測試，分別研究了冷熱室溫差、平均溫度等因素對鋁木復合型材傳熱系數的影響情況，從而得出其隔熱性能情況，結論如下。

（1）當其它因素保持穩定時，鋁木復合型材的傳熱系數隨著冷熱室溫差變化的變化，溫差越小，其傳熱系數越小，從而反映出其隔熱性能越好。

（2）當其它因素保持穩定時，鋁木復合型材的傳熱系數隨著冷熱室的平均溫度的變化而變化，平均溫度越低，其傳熱系數越小，傳熱性能越好，從而反映出其隔熱性能越好。

參考文獻

[1] 梁粉寧.鋁木復合型材帶來木門窗行業革命性突破[J].中華建筑報，2010（11）： 1-4.

[2] 俞繼軍，艾邦成，姜貴慶.復合材料在長時間加熱條件下的隔熱機理[J].宇航材料工藝，2007（4）：12-14.

[3] 顏勇.鋁型材隔熱斷橋工藝的應用[J].鋁加工，2006（4）：46-48.