一种新型日光温室后墙材料秸秆砌块传热特性研究
:本文以小麦秸秆、水泥、黄沙为原料，按照不同的配比方案制作出新型秸秆砌块材料。其中由秸秆、水泥、黄沙不同配比制作出的Ⅰ型秸秆砌块作为日光温室蓄热层，由秸秆、水泥不同配比制作的Ⅱ型秸秆砌块作为保温层。使用导热系数测试仪分别测定Ⅰ、Ⅱ型秸秆砌块的热性能指标，通过与传统粘土砖砌块在热性能方面的比较，选择秸秆砌块的最佳配比。试验结果表明m（秸秆纤维）m(水泥)m(沙)= 1924的Ⅰ型秸秆砌块作为蓄热层砌块，m（秸秆纤维）m(水泥)=11.5的Ⅱ型秸秆砌块作为保温层砌块，两者组成的后墙，在蓄热系数、导热系数、热阻、热惰性指标方面均优于以粘土砌块后墙。
目录
摘要 2
关键词 2
Abstract 2
Key words 3
引言 3
1试验材料与方法 3
1.1 试验材料 3
1.2 试验方法 3
1.2.1进行材料的配合比与制作 3
1.2.2 热学性能试验 4
1.2.3 理论计算 4
2 结果与分析 4
2.1 Ⅱ型秸秆砌块的筛选 4
2.2 Ⅰ型秸秆砌块的筛选 5
2.3 Ⅰ型秸秆砌块与粘土砖砌块吸放热的比较 5
2.4 日光温室不同后墙材料热物性理论计算 6
3 结论 7
致谢 8
参考文献: 9
一种新型日光温室后墙材料秸秆砌块
传热特性研究
设施农业科学与工程学生 陈杰义
引言
引言 作物秸秆是农作物生产过程中产生的一种生物资源，它是农作物的茎叶部分，通常指玉米、水稻、棉花等收获粮食后剩余的部分。我国农作物产生的秸秆上亿吨，其主要有麦秸、稻秸、棉花杆等。中国秸秆资源丰富，约占世界秸秆总量的25%左右[1]。有研究表明，2000－2003 年中国秸秆的年产量均在6 亿t 左右[2]。但是，长期以来秸秆作为一类资源没有得到充分合理的利用，秸秆的利用率较低，通常被用做生火做饭、饲养家畜等。如何合理的利用秸秆是我们应该重视的一个问题。秸秆草砖材料是一种轻质、高强、保温、可持续利用的绿色建筑材料，秸秆草砖建筑物 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
为人们提供良好的居住环境，用于在我国广大地区推广使用，对于村镇建筑的节能发展具有现实意义。作为农业生产中的重要资源之一，将秸秆用于建材其实早已经开始，秸秆建筑（Strawbale building）起源于美国北部，距今有100 多年历史[35]。目前日光温室墙体材料主要是夯实土墙和粘土砖墙，前者存在土地利用率低、破坏耕作层等问题，后者在制造过程中造成环境污染，而且墙体保温性差[67]。近年来混凝土砌块、聚苯乙烯泡沫板、炉渣、相变蓄热材料等作为温室的墙体材料均有研究[89]，但因其成本或环境问题并未推广应用。 将秸秆应用于日光温室后墙是近年来研究的热点，秸秆在日光温室墙体方面应用刚刚起步，相关研究并未深入[1013]。将农作物秸秆利用在农业设施结构中，不仅有利于生态、循环和绿色农业的发展，还拓展了秸秆利用途径，具有重要的济和社会效益。如何在相应的隔热、蓄热材料上，以及墙体新式结构上进行突破，仍然还有很大的发展空间[14]。
本研究以秸秆为原料的新型日光温室后墙保温材料，秸秆有来源广、成本低、无污染、加工简单等优点，以其为原料制成的秸秆砌块，降低建造日光温室的成本，提高日光温室的保温性能，从而到达提高农民收入水平的目的。
1试验材料与方法
1.1 试验材料
1.小麦秸秆纤维：将收集的小麦秸秆用机器粉碎处理，加工的机器转速是2880r/min，筛孔直径2cm。粉碎之后去掉多余的杂质，剩下的为秸秆骨料，特点为质量较轻、保温效果好、抗腐蚀能力强，具有一定的韧性和强度。
2.水泥：32.5的普通硅酸盐水泥。
3.普通黄沙。
4.普通粘土。
1.2 试验方法
1.2.1进行材料的配合比与制作
进行材料的配合比设计时，对各个材料试拌以及配合比调整，进而配制出具有优良工作性的秸秆砌块。Ⅰ型秸秆砌块作为蓄热层，配比方案为是秸秆、水泥、黄沙的质量比为1：X：3（X1），其中X=4,5,6,7,8,9,10。Ⅱ型秸秆砌块作为保温层，配比方案为秸秆、水泥的质量比为1：X，X=1.5、2、2.5。制作过程：将秸秆、水泥、黄沙按照配比混合，加入适量水搅拌均匀，将混合物放入已经做好的100mm*100mm*20mm的模具中，压实固定，并在每块砌块上做好标签标记，以防弄混。
1.2.2 热学性能试验
测定仪器：DRMⅡ导热系数测试仪（精度为±5％,湘潭仪器仪表公司制造）
测定材料：粘土砌块、不同配比的Ⅰ型秸秆砌块、不同配比的Ⅱ型秸秆砌块。
测定指标：导热系数、导温系数、体积比热容。
测定地点：江苏省农业科学院
1.2.3 理论计算
为了描述后墙热性能，有四个参数：蓄热系数（S）、热惰性指标（D）、墙体总热阻（Rov）和总热惰性指标（Dov）。
（1）蓄热系数（S）计算公式为[15, 16]：
式中：λ为导热系数，W m1℃1；C’为体积比热容，Jm3℃1；Z为温度波动周期，s。
（2）总热阻（Rov）计算公式为[15, 16]：
式中：αin为墙体内表面换热系数，8.7 Wm2℃1；αout为墙体外表面换热系数，23 Wm2℃1；di为第i层厚度，m；λi第i层的导热系数，W m1℃1；Ri为第i层的热阻，m2℃W1；Rin为墙体内表面换热阻，0.11 m2℃W1；Rout为墙体外表面换热阻，0.04 m2℃W1；
（3）热惰性指标（D）计算公式为[17]：
式中：R为热阻，m2℃W1；S为蓄热系数，Wm2℃1。
（4）总热惰性指标（Dov）计算公式为[16, 17]：
式中：Ri为墙体第i层热阻，m2℃W1；Si为墙体第i层蓄热系数，Wm2℃1。
结果与分析
2.1 Ⅱ型秸秆砌块的筛选
目录
摘要 2
关键词 2
Abstract 2
Key words 3
引言 3
1试验材料与方法 3
1.1 试验材料 3
1.2 试验方法 3
1.2.1进行材料的配合比与制作 3
1.2.2 热学性能试验 4
1.2.3 理论计算 4
2 结果与分析 4
2.1 Ⅱ型秸秆砌块的筛选 4
2.2 Ⅰ型秸秆砌块的筛选 5
2.3 Ⅰ型秸秆砌块与粘土砖砌块吸放热的比较 5
2.4 日光温室不同后墙材料热物性理论计算 6
3 结论 7
致谢 8
参考文献: 9
一种新型日光温室后墙材料秸秆砌块
传热特性研究
设施农业科学与工程学生 陈杰义
引言
引言 作物秸秆是农作物生产过程中产生的一种生物资源，它是农作物的茎叶部分，通常指玉米、水稻、棉花等收获粮食后剩余的部分。我国农作物产生的秸秆上亿吨，其主要有麦秸、稻秸、棉花杆等。中国秸秆资源丰富，约占世界秸秆总量的25%左右[1]。有研究表明，2000－2003 年中国秸秆的年产量均在6 亿t 左右[2]。但是，长期以来秸秆作为一类资源没有得到充分合理的利用，秸秆的利用率较低，通常被用做生火做饭、饲养家畜等。如何合理的利用秸秆是我们应该重视的一个问题。秸秆草砖材料是一种轻质、高强、保温、可持续利用的绿色建筑材料，秸秆草砖建筑物 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
为人们提供良好的居住环境，用于在我国广大地区推广使用，对于村镇建筑的节能发展具有现实意义。作为农业生产中的重要资源之一，将秸秆用于建材其实早已经开始，秸秆建筑（Strawbale building）起源于美国北部，距今有100 多年历史[35]。目前日光温室墙体材料主要是夯实土墙和粘土砖墙，前者存在土地利用率低、破坏耕作层等问题，后者在制造过程中造成环境污染，而且墙体保温性差[67]。近年来混凝土砌块、聚苯乙烯泡沫板、炉渣、相变蓄热材料等作为温室的墙体材料均有研究[89]，但因其成本或环境问题并未推广应用。 将秸秆应用于日光温室后墙是近年来研究的热点，秸秆在日光温室墙体方面应用刚刚起步，相关研究并未深入[1013]。将农作物秸秆利用在农业设施结构中，不仅有利于生态、循环和绿色农业的发展，还拓展了秸秆利用途径，具有重要的济和社会效益。如何在相应的隔热、蓄热材料上，以及墙体新式结构上进行突破，仍然还有很大的发展空间[14]。
本研究以秸秆为原料的新型日光温室后墙保温材料，秸秆有来源广、成本低、无污染、加工简单等优点，以其为原料制成的秸秆砌块，降低建造日光温室的成本，提高日光温室的保温性能，从而到达提高农民收入水平的目的。
1试验材料与方法
1.1 试验材料
1.小麦秸秆纤维：将收集的小麦秸秆用机器粉碎处理，加工的机器转速是2880r/min，筛孔直径2cm。粉碎之后去掉多余的杂质，剩下的为秸秆骨料，特点为质量较轻、保温效果好、抗腐蚀能力强，具有一定的韧性和强度。
2.水泥：32.5的普通硅酸盐水泥。
3.普通黄沙。
4.普通粘土。
1.2 试验方法
1.2.1进行材料的配合比与制作
进行材料的配合比设计时，对各个材料试拌以及配合比调整，进而配制出具有优良工作性的秸秆砌块。Ⅰ型秸秆砌块作为蓄热层，配比方案为是秸秆、水泥、黄沙的质量比为1：X：3（X1），其中X=4,5,6,7,8,9,10。Ⅱ型秸秆砌块作为保温层，配比方案为秸秆、水泥的质量比为1：X，X=1.5、2、2.5。制作过程：将秸秆、水泥、黄沙按照配比混合，加入适量水搅拌均匀，将混合物放入已经做好的100mm*100mm*20mm的模具中，压实固定，并在每块砌块上做好标签标记，以防弄混。
1.2.2 热学性能试验
测定仪器：DRMⅡ导热系数测试仪（精度为±5％,湘潭仪器仪表公司制造）
测定材料：粘土砌块、不同配比的Ⅰ型秸秆砌块、不同配比的Ⅱ型秸秆砌块。
测定指标：导热系数、导温系数、体积比热容。
测定地点：江苏省农业科学院
1.2.3 理论计算
为了描述后墙热性能，有四个参数：蓄热系数（S）、热惰性指标（D）、墙体总热阻（Rov）和总热惰性指标（Dov）。
（1）蓄热系数（S）计算公式为[15, 16]：
式中：λ为导热系数，W m1℃1；C’为体积比热容，Jm3℃1；Z为温度波动周期，s。
（2）总热阻（Rov）计算公式为[15, 16]：
式中：αin为墙体内表面换热系数，8.7 Wm2℃1；αout为墙体外表面换热系数，23 Wm2℃1；di为第i层厚度，m；λi第i层的导热系数，W m1℃1；Ri为第i层的热阻，m2℃W1；Rin为墙体内表面换热阻，0.11 m2℃W1；Rout为墙体外表面换热阻，0.04 m2℃W1；
（3）热惰性指标（D）计算公式为[17]：
式中：R为热阻，m2℃W1；S为蓄热系数，Wm2℃1。
（4）总热惰性指标（Dov）计算公式为[16, 17]：
式中：Ri为墙体第i层热阻，m2℃W1；Si为墙体第i层蓄热系数，Wm2℃1。
结果与分析
2.1 Ⅱ型秸秆砌块的筛选
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