最佳保溫層厚度地計(jì)算

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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔最佳保溫層厚度的計(jì)算（再取個(gè)名字）一、摘要通過(guò)對(duì)熱傳導(dǎo)和保溫隔熱材料性能的研究，根據(jù)題意，建立了解決保溫層材料和厚度的計(jì)算模型。針對(duì)第一個(gè)問(wèn)題（即珍珠巖的厚度應(yīng)為多少），我們建立模型一。利用傅立葉定律列出方程，通過(guò)室溫與屋頂內(nèi)表面有溫差和對(duì)散熱過(guò)程、感熱過(guò)程的分析，給出兩個(gè)不等式，通過(guò)對(duì)不等式的求解，得出珍珠巖保溫層的厚度范圍0.533893cm且10.3713cm，由于保溫層材料已給定是珍珠巖，單價(jià)為定值，所以用料最省就最經(jīng)濟(jì)，又由于保溫層要同時(shí)考慮保溫和隔熱兩種效果，還要用料最省，故珍珠巖保溫層的厚度選擇為10.3713cm，約為10.4cm，通過(guò)資料查證，保溫層珍珠

2、巖的厚度在7cm到20cm之間，所以在忽略誤差的情況下，通過(guò)模型一對(duì)珍珠巖保溫層的計(jì)算得出的結(jié)果是正確的。針對(duì)第二個(gè)問(wèn)題（即如果更換保溫層成其他保溫材料，哪種好？并求其厚度。），我們建立模型二。在保溫層用一種材料替代的情況下，利用0，1規(guī)劃，列出關(guān)系式，目標(biāo)函數(shù)設(shè)為保溫層費(fèi)用的求解函數(shù)，由于熱阻大的材料保溫隔熱的效果好，所以在限制條件中，替代材料的熱阻要大于等于珍珠巖的熱阻，在目標(biāo)函數(shù)中未知變量為所選保溫隔熱材料的厚度和單價(jià)，厚度又由導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)出，通過(guò)編譯程序代入所有已知材料的種類(lèi)數(shù)，并依次輸入它們對(duì)應(yīng)的導(dǎo)熱系數(shù)和對(duì)應(yīng)的單價(jià)，即算出最優(yōu)材料及其對(duì)應(yīng)的厚度和價(jià)錢(qián)，輸出的結(jié)果為。本文的特

3、色在于兩個(gè)模型用了兩種不同的計(jì)算方法，模型一思路清晰，運(yùn)行簡(jiǎn)單，但只能計(jì)算已知保溫隔熱材料的厚度，并不是判斷最優(yōu)材料和計(jì)算厚度的通式，模型二利用0，1規(guī)劃，建立了判斷最經(jīng)濟(jì)材料和計(jì)算其厚度的通式，運(yùn)行簡(jiǎn)便，無(wú)論是思路還是使用范圍都優(yōu)于模型一，模型二可為模型一求解，模型一可為模型二檢驗(yàn)。(最后一個(gè)問(wèn)題不知道是否可行，你檢驗(yàn)一下程序二。)關(guān)鍵詞：保溫隔熱材料，熱阻，導(dǎo)熱系數(shù)，溫度差，外圍結(jié)構(gòu)二、問(wèn)題重述精彩文案實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔目前，城市居民樓很多都是簡(jiǎn)單的平屋頂，屋頂由里向外的結(jié)構(gòu)是涂料，水泥砂漿,樓板，水泥砂漿，珍珠巖保溫層，水泥砂漿，三氈四油防水材料。厚度分別為0.1cm,1.5cm,2

4、0cm,2cm,xcm,2cm,1cm,其中x為未知變量。已知屋頂外表面最高表面溫度為75℃，最低為-40℃。要求：①保持室內(nèi)溫度舒適②所用材料最省最經(jīng)濟(jì)問(wèn)：⑴珍珠巖保溫層厚度是多少？⑵如果更換保溫層成其他保溫材料，哪種好？并求其厚度。一、問(wèn)題分析在任何介質(zhì)中，當(dāng)兩處存在溫差時(shí)，在溫度高低兩部分就會(huì)產(chǎn)生熱量的傳遞，熱量將由溫度較高的部分通過(guò)不同的方式向溫度低的地方轉(zhuǎn)移。就人們的住宅來(lái)講，冬天室內(nèi)溫度較室外高，熱量就會(huì)通過(guò)房屋的外圍結(jié)構(gòu)向室外傳遞，使室內(nèi)溫度降低，造成熱損失；夏天室外溫度高于室內(nèi)，熱量就會(huì)通過(guò)房屋的外圍結(jié)構(gòu)向室內(nèi)傳遞，使室內(nèi)的溫度升高，為了保持室內(nèi)有宜于人們生活、工作的

5、溫度，房屋的外圍結(jié)構(gòu)所采用的建筑材料必須有一定的保溫隔熱性能，以保證冬暖夏涼的環(huán)境，減少供熱和降溫用的能量消耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，我們就屋頂?shù)谋貙硬牧线M(jìn)行了設(shè)計(jì)和厚度計(jì)算。由于室內(nèi)外溫差波動(dòng)不大，所以在建筑保溫的熱工計(jì)算中，把通過(guò)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過(guò)程看作是在穩(wěn)定條件下進(jìn)行的，即是指熱量在通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，其熱流量的大小不隨時(shí)間的變化而變化，因此對(duì)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)體材料層的傳熱過(guò)程均按導(dǎo)熱考慮。對(duì)于熱傳導(dǎo)的過(guò)程我們不考慮熱量傳遞的瞬時(shí)性，只考慮時(shí)間段的持續(xù)性。由于在實(shí)際生活中，室溫與屋頂內(nèi)表面有溫度差，所以必須考慮屋頂內(nèi)層空氣的感熱過(guò)程和散熱過(guò)程，精彩文案實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)

6、文檔又因?yàn)橐阎獥l件中給定了屋頂外表面的溫度變化范圍，故不考慮屋頂外表面的感熱過(guò)程和散熱過(guò)程。由于除保溫層外的其他材料給定且厚度已知，所以在考慮最省問(wèn)題時(shí)只需考慮保溫隔熱材料的用料和價(jià)格，用料越省、單價(jià)越低則越省錢(qián)?；谝陨戏治?，我們重點(diǎn)考慮室內(nèi)的舒適程度,即保證室內(nèi)溫度最適條件下,計(jì)算用料最省和價(jià)錢(qián)最省。一、問(wèn)題假設(shè)1)假設(shè)屋頂各部分材料均勻，通過(guò)屋頂?shù)臒醾鲗?dǎo)過(guò)程看作是在穩(wěn)定條件下進(jìn)行的，即是指熱量在通過(guò)屋頂結(jié)構(gòu)時(shí)，其熱量的大小和方向不隨時(shí)間而變化，室內(nèi)溫度,室外溫度保持不變。2)假設(shè)研究一個(gè)時(shí)間段Z的熱傳導(dǎo)情況，即不考慮熱量傳遞的瞬時(shí)性，而只考慮時(shí)間段Z的持續(xù)性。3)不考慮屋頂外表

7、面的感熱或者散熱過(guò)程，即外表面溫度已知為。4)室內(nèi)溫度為常溫25℃。二、符號(hào)說(shuō)明——室內(nèi)溫度——屋頂外表面溫度——屋頂內(nèi)表面溫度——屋頂內(nèi)表面與室內(nèi)溫度的允許溫差——第i層材料上表面溫度（i=1，2，3，4，5，6，7）——第i層材料的厚度（i=1，2，3，4，5，6，7）——第i層材料的導(dǎo)熱系數(shù)（i=1，2，3，4，5，6，7）——第i層材料的熱阻（i=1，2，3，4，5，6，7）——屋頂內(nèi)表面空氣散熱阻——屋頂內(nèi)表面空氣感熱阻R——總熱阻R——滿(mǎn)足保溫