粉體在不同含水量及乾單位重下之熱傳導係數

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姓名

林俊宏(Jin-Hung Lin) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

粉體在不同含水量及乾單位重下之熱傳導係數

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摘要(中)

本文進行多種粉體、渥太華砂-B.H. Bentonite與花崗岩碎石-日興土兩種複合土體熱傳導係數的量測。在粉體部分，以乾單位重與含水量為控制變數；在複合土體部分，以顆粒材料重量比為控制變數。量測方法乃採用張大猶(2004)所提出之熱探針連續量測法，此方法可消除熱探針與試體間接觸界面不均勻、減少試驗材料與時間、降低材料變異性等優點。另外，本文提出一套系統性方法，以決定各種粉體之McInnes’ model參數值，並將McInnes’ model參數與土壤物理性質建立關係，得到Modified McInnes’ model。在複合土體部分，以微觀力學模式進行其熱傳導係數的預測，並與實驗值作比較，以了解各預測模式之優劣情況。

摘要(英)

This study carries on the measurement of thermal conductivity of several kinds of powders, sand-B.H. Bentonite composite and Crushed granite-Z.H. Bentonite composite. On measuring powders, dry unit weight and water content are the controlled variables. For the composites, the controlled variable is the weight ratio of inclusions. And measurement method adopts continuous heat probe method proposed by Chang(2004). It avoids the surface contact problems inhibited in ASTM D5334 method and the individual differences of measurement from different specimens. In addition, this study proposes a set of systematical methods in order to determine various kinds of powder for McInnes’ model parameters. The McInnes’ model parameters are investigated to set up the relationship with physical properties of soils and transferred into Modified McInnes’ model. For the composites, the thermal conductivities are predicted by micromechanics models, and results are compared with experimental values to know the differences of each model.

關鍵字(中)

★ 粉體
★ 微觀力學模式
★ 熱傳導係數
★ 熱探針連續量測法

關鍵字(英)

★ Powder
★ Continuous heat probe method
★ Thermal conductivity
★ Micromechanics models

論文目次

第一章緒論1
1.1 研究動機1
1.2 研究方法1
1.3 論文架構2
第二章文獻回顧3
2.1熱傳導係數之定義3
2.2暫態量測方法4
2.2.1熱探針法4
2.2.2 熱探針連續量測法7
2.2.3 暫態平面熱源法8
2.3 穩態量測方法9
2.3.1 熱流計法9
2.3.2 分割棒法10
2.4 熱傳導係數預測模式11
2.4.1 De Vries and Campbell模式11
2.4.2 Self-Consistent模式13
2.4.3 微分模式14
2.4.4 N相材料串、並聯模式15
2.5 土壤熱傳導係數相關研究16
2.5.1 緩衝材料熱傳導係數之研究16
2.5.2 含水量對土壤熱傳導係數之影響20
2.5.3 顆粒接觸對土壤熱傳導係數之影響22
2.5.4 溫度對土壤熱傳導係數之影響24
2.5.5 礦物熱傳導係數之求取28
第三章試驗材料、儀器設備與研究方法29
3.1 試驗材料29
3.1.1 渥太華砂29
3.1.2 花崗岩碎石30
3.1.3 紅土30
3.1.4 膨潤土31
3.1.5 日興土32
3.1.6 高嶺土33
3.2 不同含水量試體準備方法33
3.2.1 增加含水量方法33
3.2.2 減少含水量方法34
3.3試驗儀器與模具35
3.3.1 試驗儀器35
3.3.2 試驗模具39
3.4 熱探針連續量測法試驗步驟42
3.4.1 品質控制42
3.4.2 試驗步驟42
第四章基質材料熱傳導係數預測模式之建立48
4.1 土壤之熱傳導性質48
4.2 McInnes’ model之參數研究53
4.3 參數之決定59
4.4 Modified McInnes’ model之建立73
4.5 模式之應用與驗證(以中大紅土為例)77
4.5.1 中大紅土熱傳導係數量測結果77
4.5.2 成份材料參數之求取77
4.5.3 預測結果79
第五章複合土體熱傳導係數之預測81
5.1 微觀力學模式對複合土體熱傳導係數之預測81
5.1.1 複合土體熱傳導係數量測結果81
5.1.2 微觀力學模式之介紹82
5.1.3 成份材料之熱傳導係數83
5.1.4 複合土體熱傳導係數預測結果84
5.1.5 分析與討論95
5.2 Modified McInnes’ model 結合微觀力學模式方法對複合土體熱傳導係數之預測99
第六章結論與建議105
6.1 結論105
6.2 建議106
參考文獻107

參考文獻

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指導教授

田永銘(Yong-Ming Tien)

審核日期

2006-1-19

推文