[發(fā)明專利]全級(jí)配混凝土導(dǎo)熱系數(shù)預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110004010.9
• 申請(qǐng)日: 2011-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN102162802A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳勝興;沈德建;賈德慶;欒澔;魏珍中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N25/20
• 分類號(hào): G01N25/20
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

1.一種全級(jí)配混凝土導(dǎo)熱系數(shù)預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建方法，對(duì)全級(jí)配混凝土導(dǎo)熱系數(shù)研究中試驗(yàn)難以測(cè)量的難點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)化，考慮到全級(jí)配混凝土和普通混凝土的共性，從普通混凝土開始研究，由混凝土組成材料入手，對(duì)不同組合工況的普通混凝土試件導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)各組成材料的導(dǎo)熱系數(shù)和組成比例預(yù)測(cè)混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，然后考慮骨料粒徑的尺寸因素，從而逐步過(guò)渡到全級(jí)配混凝土混凝土導(dǎo)熱系數(shù)預(yù)測(cè)模型，其特征在于：具體方法是：

第一步、建立導(dǎo)熱系數(shù)的串聯(lián)模型：

設(shè)有兩層不同材料薄板相互疊在一起,薄板的截面積為????????????????????????????????????????????????,?厚度分別為和，溫度差分別為和,?導(dǎo)熱系數(shù)分別為和，組合板的導(dǎo)熱系數(shù)為，由傅里葉熱傳導(dǎo)方程可得式（1）

（1?）

對(duì)于薄板1，2，我們分別有：

（2?）（3?）

將（2），（3）改寫為：

（4?）（5?）

將（4）、（5）相加，得

（6?）

設(shè)——兩層板總的溫度差，代人（6）式，可得：

（7?）

設(shè)——薄板總厚度‘

設(shè)——第一層板的體積分?jǐn)?shù)；

??——第二層板的體積分?jǐn)?shù)‘

將其代入（7）式，得：

（8?）

由式（1）和（8）可得圖示復(fù)合板的導(dǎo)熱系數(shù)公式

（9?）

此式可推廣到多層板復(fù)合的情況；在熱流方向垂直于板面的情況下,多層復(fù)合板導(dǎo)熱系數(shù)的倒數(shù)等于每層板導(dǎo)熱系數(shù)的倒數(shù)與該層板體積分?jǐn)?shù)乘積的代數(shù)和，即：

（10?）（11?）

第二步、建立導(dǎo)熱系數(shù)的并聯(lián)模型：

設(shè)有雙層復(fù)合板，其中、為薄板的橫截面面積，若熱流方向平行于板面，導(dǎo)熱系數(shù)由傅里葉方程對(duì)薄板1，2我們分別有：

（12?）（13?）

設(shè)——單位時(shí)間流過(guò)橫截面積（）的總熱量，將式（12）、式（13）相加得：

（14?）

設(shè)——薄板1的體積分?jǐn)?shù)；

??——薄板2的體積分?jǐn)?shù)；

代入式（14）式得：

（15?）

由式（1）和式（15）得：

（16?）

此式可推廣到多層板復(fù)合的情況；在熱流方向平行于板面的情況下,?多層復(fù)合板總的導(dǎo)熱系數(shù)等于每層板的導(dǎo)熱系數(shù)與該層的體積分?jǐn)?shù)的乘積的代數(shù)和，即：

（17?）

第三步、建立全級(jí)配混凝土導(dǎo)熱系數(shù)模型：

對(duì)于混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取其中一個(gè)單元，在熱流作用下，混凝土單元可以看做粗骨料、砂漿和孔隙空氣先串聯(lián)再并聯(lián)，由多層板導(dǎo)熱系數(shù)并聯(lián)公式（17）可得混凝土導(dǎo)熱系數(shù)公式（18）：

（18?）

再由串聯(lián)公式（11），可簡(jiǎn)化為公式（19）：

（19?）

空氣導(dǎo)熱系數(shù)為0.025，砂漿導(dǎo)熱系數(shù)為1.8，粗骨料導(dǎo)熱系數(shù)為3.0，由于空氣導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于砂漿和粗骨料導(dǎo)熱系數(shù)，約為砂漿的1.38%，為粗骨料的0.8%，所以省略空氣對(duì)混凝土導(dǎo)熱系數(shù)的影響，，代入式（19）得：

（20?）

其中，、、、分別為混凝土、空氣、砂漿和粗骨料導(dǎo)熱系數(shù)值；、和分別為孔隙、砂漿和粗骨料的體積比。