华南理工大学学报(自然科学版)

作者：周林仁, 李绍基, 陈兰

单位：华南理工大学 土木与交通学院，广东 广州 510640

关键词：混凝土,对流换热系数,表面粗糙度,激光扫描,回归分析

基金：国家自然科学基金资助项目(52078220)

对流换热系数是混凝土重要的热工参数之一。目前关于混凝土结构的建筑节能、结构温度荷载及温度效应等温度相关的研究和工程应用中，在对流换热系数的选取上存在较大差异，且未考虑材料表面状况的影响，这直接影响了分析结果的准确性和可靠性。文中基于牛顿冷却定律和热平衡原理，设计和制备了一套混凝土表面对流换热系数的试验测定系统，以参数定量可控的方法开展不同粗糙度混凝土表面对流换热系数的试验研究，进一步改进和完善混凝土对流换热系数的定量计算方法。结果表明：所设计的测试系统和方法能很好地在构件尺度下测定混凝土表面的对流换热系数；表面粗糙度显著影响混凝土表面的对流换热，在10 m/s风速范围内，不同粗糙度的混凝土表面对流换热系数相差40.1%~77.4%；换热系数随表面粗糙度的增加而增大，且相比于自然对流，受迫对流受表面粗糙度的影响更大。基于试验数据的回归分析，得出了4种典型粗糙度混凝土表面对流换热系数的计算公式，同时给出了耦合风速和表面粗糙度影响的混凝土对流换热系数计算公式，并就工程中如何考虑混凝土表面粗糙度进行热交换系数取值给出了建议。

来源：2023年第7期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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