[发明专利]一种混凝土单面热传导试验装置及其试验方法

说明书

本发明提供了一种混凝土单面热传导试验装置，包括保温装置，所述保温装置设有试样孔，混凝土试件放置在试样孔内。本发明还提供一种混凝土表面换热系数的试验方法，包括如下步骤：步骤一、搭建混凝土单面热传导试验装置，保证混凝土单面与环境进行热交换；步骤二、将混凝土单面热传导试验装置放置在环境箱中，测量混凝土表层的温度数据，计算混凝土表面温度梯度；步骤三、计算混凝土表面换热系数。该装置和方法能够实现混凝土的单面热传导，方便研究单面换热系数的影响因素。

技术领域

本发明属于土木工程试验装置技术领域，具体涉及一种混凝土单面热传导试验装置及其试验方法。

背景技术

随着我国城市化进程的加快，能源消耗量越来越高，建筑业作为国家支柱产业，在满足社会需求、促进国家经济发展的同时也消耗大量的资源，导致了环境污染和气候变暖等负面影响。从全球来看，建筑能耗占总能耗的29.74％，而在建筑能耗中，通过外墙耗散的热量占建筑总热量的40％左右。因此，建筑材料的保温性能显得尤为重要，而热传导过程中涉及的导热系数和传热系数是鉴别材料保温性能好坏的重要指标，混凝土又是一种主要的建筑材料，所以需要对混凝土进行热传导试验。影响导热系数和传热系数的因素很多，为了研究各因素对导热系数和传热系数的影响，需进行精细化试验，而传统的试验方法无法达到这一要求，或者不能排除其他因素的影响，所以设计了一种混凝土单面热传导试验装置，以满足相关科研工作者及试验人员的需要。该装置操作简便，可自动调节，极大地提高了试验效率和精准度。

发明内容

本发明提供了一种混凝土单面热传导试验装置及其试验方法，实现混凝土的单面热传导，方便研究单面换热系数的影响因素。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种混凝土单面热传导试验装置，包括保温装置，所述保温装置设有试样孔，混凝土试件放置在试样孔内。

优选的方案中，所述保温装置材质为聚氨酯。

优选的方案中，所述保温装置内设有电加热丝，电加热丝围绕混凝土试件设置，电加热丝与加热温控设备电性连接。

优选的方案中，所述保温装置内设有冷却液循环管，冷却液循环管与液冷温控设备连接。

优选的方案中，所述保温装置内设有温度探头，温度探头通过数据线与温度实时采集器连接。

优选的方案中，还包括控制器，控制器与温度实时采集器、液冷温控设备和加热温控设备电性连接。

本发明还提供一种混凝土表面换热系数的试验方法，包括如下步骤：

步骤一、搭建混凝土单面热传导试验装置，保证混凝土单面与环境进行热交换；

步骤二、将混凝土单面热传导试验装置放置在环境箱中，测量混凝土表层的温度数据，计算混凝土表面温度梯度；

步骤三、计算混凝土表面换热系数β。

优选的方案中，所述步骤二中，将每组温度数据进行二次多项式y＝a₀+a₁·x+a₂·x₂拟合，可以得到a₀和a₁，其中a₀即为混凝土表面温度，a₁即为混凝土表面温度梯度。

优选的方案中，所述步骤三中，根据公式(1)可计算出混凝土表面换热系数β

其中：

T_w为混凝土表面温度；

T_f为环境温度；

λ为混凝土的导热系数；

为混凝土表面温度梯度。