干建材挥发性有机化合物散发特性研究

建材挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds, 简称VOCs)的散发是造成室内空气品质低劣的重要原因。欲对室内VOCs进行源头治理,就需对建材VOCs散发机理和特性有充分认识,因为这既是计算室内VOCs负荷和了解室内VOCs分布的基础,又是确定空调系统中新风量、气流组织和选择空气净化设备的依据。论文对干建材VOCs散发机理和特性进行了深入研究,并在此基础上进一步探讨了建材散发特性参数的测量方法。 全文共四章。 第一章简介了本课题的研究意义,对近年的相关文献进行了综述,指出了论文的主要任务。 第二章进行了建材挥发性有机化合物(VOCs)的散发机理和特性研究。克服了著名Little模型假设边界层对流传质质阻为零和建材内部初始浓度分布均匀的局限,建立了干材料单面散发的通用模型并得到了解析解,经实验验证;对解析模型进行了无量纲化分析,揭示了干建材散发的一般性规律,即无量纲散发速率仅是Bim/K和Fom的函数,对由散发实验数据拟合无量纲散发关联式提供了理论指导;利用无量纲模型,进一步分析了经典的传质解析模型(Little模型)的适用条件和计算误差;利用所建模型,通过“数字实验”,得到了不同条件下建材散发速率数据,藉形式,拟合出方便使用的无量纲散发速率和散发量关联式,得到了散发结束(散发掉初始VOCs含量的99%)时间判据:Fom=2.0;分析了初始浓度分布对散发的影响,发现对于材料厚度较小(小于1cm),扩散系数D较大(大于10-13m/s2)的长期散发过程,假设初始浓度分布均匀是合理的。 第三章对建材挥发性有机化合物(VOCs)的散发进行了实验研究。提出了测定干建材散发特性参数(初始平均浓度、分离系数K、对流传质系数hm和扩散系数D)的测试新方法:C-History Method。在放有被测建材的小室中人为注入某种VOC气体,记录小室内逐时VOC浓度(C-history),直至浓度没有明显变化为止,然后结合萃取法和小室内平衡VOC浓度确定建材的初始VOC浓度、分离系数K,再藉第二章所建干建材VOC散发模型,通过最小二乘法,确定出建材VOC扩散系数D。该方法克服了传统测试方法测量时间长的不足(传统方法:800h;C-History Method:10h)。 第四章为结束语,概述了本研究工作的结论,并对进一步需开展的工作提出了建议。