研究目的
基于几种材料的光谱选择性特性,探索其在建筑环境中用于辐射制冷和太阳能加热的潜力。
研究成果
由于苔藓在大气窗口具有高光谱发射率且具有可持续性,被确定为辐射冷却的最佳候选材料。多孔聚碳酸酯(PPC)和涂漆PPC也显示出良好潜力。耦合分析表明,苔藓中的辐射传热占主导地位,使其适用于建筑应用。建议将苔藓用于隔热性能更好的表面以实现最佳效果。
研究不足
为简化起见,该研究假设对流热传递可忽略不计;材料的光学特性在文献中无法获取,需通过实验测量;分析仅限于特定材料和条件,未充分考虑风、湿度等现实环境因素。
1:实验设计与方法选择:
研究采用紫外-可见分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪测量光谱吸收/发射谱,并进行辐射与传导耦合传热分析。理论模型包含辐射能量平衡方程及辐射传递方程的P1近似解法。
2:样品选择与数据来源:
选取六种材料:挤塑聚苯乙烯泡沫(XPS)、珍珠岩浮石水泥复合材料(PPC)、白色涂料PPC、黑色膜材(三元乙丙橡胶)、红色膜材(沥青瓦)及植物/苔藓。样品制备与表征基于可用性与可持续性原则。
3:实验设备与材料清单:
紫外-可见-近红外分光光度计(岛津3150)、傅里叶变换红外光谱仪(赛默飞世尔Nicolet iS10),以及表1所列XPS、PPC等材料。
4:0)、傅里叶变换红外光谱仪(赛默飞世尔Nicolet iS10),以及表1所列XPS、PPC等材料。
实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:使用分光光度计进行光谱测量,室温下记录数据;通过MATLAB进行冷却功率与耦合传热的数值模拟。
5:数据分析方法:
分析光谱数据计算发射率与吸收系数;利用辐射平衡方程计算冷却功率;采用逐步灰箱模型求解传导-辐射耦合问题。
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