最佳保温层厚度的计算VIP免费

最佳保温层厚度的计算（再取个名字）一、摘要通过对热传导和保温隔热材料性能的研究，根据题意，建立了解决保温层材料和厚度的计算模型。针对第一个问题（即珍珠岩的厚度应为多少），我们建立模型一。利用傅立叶定律列出方程，通过室温与屋顶内表面有温差和对散热过程、感热过程的分析，给出两个不等式，通过对不等式的求解，得出珍珠岩保温层的厚度范围0.533893cm且10.3713cm，由于保温层材料已给定是珍珠岩，单价为定值，所以用料最省就最经济，又由于保温层要同时考虑保温和隔热两种效果，还要用料最省，故珍珠岩保温层的厚度选择为10.3713cm，约为10.4cm，通过资料查证，保温层珍珠岩的厚度在7cm到20cm之间，所以在忽略误差的情况下，通过模型一对珍珠岩保温层的计算得出的结果是正确的。针对第二个问题（即如果更换保温层成其他保温材料，哪种好？并求其厚度。），我们建立模型二。在保温层用一种材料替代的情况下，利用0，1规划，列出关系式，目标函数设为保温层费用的求解函数，由于热阻大的材料保温隔热的效果好，所以在限制条件中，替代材料的热阻要大于等于珍珠岩的热阻，在目标函数中未知变量为所选保温隔热材料的厚度和单价，厚度又由导热系数导出，通过编译程序代入所有已知材料的种类数，并依次输入它们对应的导热系数和对应的单价，即算出最优材料及其对应的厚度和价钱，输出的结果为。本文的特色在于两个模型用了两种不同的计算方法，模型一思路清晰，运行简单，但只能计算已知保温隔热材料的厚度，并不是判断最优材料和计算厚度的通式，模型二利用0，1规划，建立了判断最经济材料和计算其厚度的通式，运行简便，无论是思路还是使用范围都优于模型一，模型二可为模型一求解，模型一可为模型二检验。(最后一个问题不知道是否可行，你检验一下程序二。)关键词：保温隔热材料，热阻，导热系数，温度差，外围结构二、问题重述目前，城市居民楼很多都是简单的平屋顶，屋顶由里向外的结构是涂料，水1泥砂浆,楼板，水泥砂浆，珍珠岩保温层，水泥砂浆，三毡四油防水材料。厚度分别为0.1cm,1.5cm,20cm,2cm,xcm,2cm,1cm,其中x为未知变量。已知屋顶外表面最高表面温度为75℃，最低为-40℃。要求：①保持室内温度舒适②所用材料最省最经济问：⑴珍珠岩保温层厚度是多少？⑵如果更换保温层成其他保温材料，哪种好？并求其厚度。三、问题分析在任何介质中，当两处存在温差时，在温度高低两部分就会产生热量的传递热量将由温度较高的部分通过不同的方式向温度低的地方转移。就人们的住宅来讲，冬天室内温度较室外高，热量就会通过房屋的外围结构向室外传递，使室内温度降低，造成热损失；夏天室外温度高于室内，热量就会通过房屋的外围结构向室内传递，使室内的温度升高，为了保持室内有宜于人们生活、工作的温度，房屋的外围结构所采用的建筑材料必须有一定的保温隔热性能，以保证冬暖夏凉的环境，减少供热和降温用的能量消耗，从而达到节能的目的。为了实现这一目的，我们就屋顶的保温层材料进行了设计和厚度计算。由于室内外温差波动不大，所以在建筑保温的热工计算中，把通过建筑围护结构的传热过程看作是在稳定条件下进行的，即是指热量在通过围护结构时，其热流量的大小不随时间的变化而变化，因此对通过围护结构的实体材料层的传热过程均按导热考虑。对于热传导的过程我们不考虑热量传递的瞬时性，只考虑时间段的持续性。由于在实际生活中，室温与屋顶内表面有温度差，所以必须考虑屋顶内层空气的感热过程和散热过程，又因为已知条件中给定了屋顶外表面的温度变化范围，故不考虑屋顶外表面的感热过程和散热过程。由于除保温层外的其他材料给定且厚度已知，所以在考虑最省问题时只需考虑保温隔热材料的用料和价格，用料越省、单价越低则越省钱。2基于以上分析，我们重点考虑室内的舒适程度,即保证室内温度最适条件下,计算用料最省和价钱最省。四、问题假设1)假设屋顶各部分材料均匀，通过屋顶的热传导过程看作是在稳定条件下进行的，即是指热量在通过屋顶结构时，其热量的大小和方向不随时间而变化，室内温度,室外温度保持不变。2)假设研究一个时间段Z的热传导情况，即不考...