【精品】东三省最终论文0.docx

【精品】东三省最终论文0.docx摘要:本文就如何确立保温层厚度的问题建立了最佳保温层厚度的模型,该模型既考虑了保温层厚度与保温效果的关系,又考虑经济因索对保温层厚度的影响,在保证室内有较好的舒适温度,又不造成浪费的条件下,达到了最佳保温的效果。在模型建立的过程屮,我们以附录一屮公布的数据为参考资料,运用了傅立叶定律Q=K^及热量转换公式AQ=-AT,采用连续系统离散化的方法,用amatlab绘出不同温差下的一组热量Q与保温层厚度d的无差别曲线,根据无差别曲线的性质,i,考虑到权值问题及实际施工等约束条件,得出最佳保温层厚度d=,利用第一问屮不同温差下传递的热量,找出保温材料厚度与导热系数的关系。在满足保持室内温度适宜且不造成浪费的前提下,/()WkW0・071W/(〃・K),在此范囤内选取另一种材料(如岩棉板)和珍珠岩作综合的性能比较。通过比较,,节省了原料,但费用增加。关键词:热传导系数、最佳保温层厚度、空气表面导热系数、无差别曲线>matlab问题的重述:居民楼是人类生活屮最温馨的港湾。大多数人除工作以外的大部分吋间都是在居民楼屮度过的。而且,随着生活水平的提高,人们对自己居住环境的关注程度也越來越高。创造一个健康、舒适的居住环境口益成为全社会的共识。IT前,很多城市居民楼都是简单的平屋顶,(cm)涂料,(cm)水泥砂浆20(cm)楼板,2(cm)水泥砂浆,珍珠岩保温层,2(cm)水泥砂浆,l(cm)三毡四油防水材料。北方地区这样的屋顶,夏季太阳日照下的表面温度最高可以达到摄氏75度,冬季为摄氏零下40度。为了保持室内有较好的舒适温度,又不造成浪费,我们有必要对屋顶的厚度与保温效果进行优化,使其达到最佳保温效果。试从实际情况和可靠数据出发,建立最佳保温层厚度的模型,特别要指出所建模型的优点和不足之处。符号说明:1、 屋顶由外向内各层结构的温度为7;,厚度为心,热传导系数为K,(i二1,2,3,4,5,6,7)。2、 空气的表面导热系数兄(2=5W/(/-/C))o3、 热传递时间为to4、 单位时间由温度高的一侧向温度低的一侧通过单面面积的热量为Qo5、 夏季建筑物表而的温度函数为T⑴,室内温度函数为7;⑴,建筑物表而与室内的温差函数为△丁⑴。6、 冬季建筑物表面的温度函数为7;⑴,室内温度函数为r01(r),建筑物表而与室内的温差函数为ATJOo7、 标准大气压下、25°C吋,室内空气的密度°。8、 空气的比热容C。9、 房间咼度h(h=3m)。模型假设:问题的本身尚有一些不确定因索,为了使问题简化,本文做如下假设:1、 假设附录屮公布的各组数据都是可靠的。2、 假设房间内的最适宜温度为18——25摄氏度。夏季不使用空调调温,冬季使用暖气供热。3、 假设三毡四油防水材料层的温度即为建筑物外表面的温度,即夏季的表面温度最高可以达到75摄氏度,冬季为零下40摄氏度。。4、 假设只通过屋顶传热,墙壁和地板等不与外界发生热量交换,且热量单方向传递(由高温物体传给低温物体),没有对流,即假定房间密封性良好。5、 假设各层结构的材料是均匀的,热传导系数是常数。6、 因随着建筑物外表面温度与室内温度的变化,温差也随着变化,故在连续的吋间域内,单位时间内通过单位面积的热量肯定不同,为了简化模型,我们将连续域内的非稳态传热过程离散为一小段时间内的稳态传热过程,即小段吋问()内通过单位面积的热量为常数。7、 假设夏季的传热过程是在上午10点到下午16点进行的,下午13点建筑物表层温度达到最大值,忽略其他时间段内的热量传递。而冬季的传热过程为全天24小时。8、 由于室内温度的变化范围比较小,即变化较平缓,故假设室内温度的变9、 夏季建筑物的外表面温度随着太阳辐射角度的改变,外界温度的变化呈先升高后降低的趋势,符合二次函数的特性,故假设夏季建筑物的外表面温度为二次函数关系。10、 假设冬季建筑物外表面的温度恒定,即7;⑴二-40°C。11、 因各层结构的导热系数受湿度影响较大,故只考虑晴天吋的热传导过程。名词解释:1、 热传导系数K:是指传递热量的物质厚度为1米(加)、而积为1平方米(莎),两壁面的温差为1摄氏度(£)时,每小时(/2)通过的传热量,单位是瓦/(米•)单位为W/,W是热量。2、 表面导热系数2:物体表而与附近空气Z间温差为1°C,单位时间通过单位面积转移的热量。单位为W/(加-K)。表面换热系数为该表面对流换热系数与该表面辐射换热系数之和。模型的建立及求解:屋顶的各层结构的热量传递模型如图所示:]内空气(耳/匹<L-冬