双层玻璃的功效 问题:双层玻璃与同样多材料的单层玻璃窗相比, 减少多少热量损失。 概念图 : 平面化 : 设计原理 :保持室温恒定不变,比较相同时间内通过双侧玻璃的热量 Q1 和通过单层玻璃的 热量 Q2。 前提: 单层玻璃的厚度要与双层玻璃(不含中空层)厚度要一致。 假设:1.热量传播中只有传导没有对流。 2.T1,T2不变,热传导过程处于稳态。 3.材料均匀,热传导系数为常数。 说明:保持室温不变为 T1,室外温度为 T2,在物理学中,物体是有它的热传导系数的,及 任何物体都有它的热阻, 在上图中及热量通过玻璃, 由于玻璃的热阻所消耗的能量。 由热传 导定律 T Q k d ,由这个式子我们就可以列出在两种情况下损失的热量 Q1 ,Q2 建模:Q :单位时间单位面积传导的热量 T :温度差, d:材料厚度, K1:玻璃的热传导系数, K2:空气的热传导系数 l:中空层厚度 计算 1Q
数学建模入门——双层玻璃窗的功效 1 双层玻璃的功效 北方城镇的有些建筑物的窗户是双层的,即窗户上装两层厚度 为 d的玻璃夹着一层厚度为 l的空气,如下左图所示,据说这样做是 为了保暖,即减少室内向室外的热量流失。 我们要建立一个模型来描述热量通过窗户的热传导(即流失) 过程,并将双层玻璃窗与用同样多材料做成的单层玻璃窗(如下右 图,玻璃厚度为 d2 )的热量传导进行对比,对双层玻璃窗能够减少 多少热量损失给出定量分析结果。 一、模型假设 1、 热量的传播过程只有传导,没有对流。 即假定窗户的密封性 能很好,两层玻璃之间的空气是不流动的; 2、 室内温度 1T 和室外温度 2T 保持不变,热传导过程已处于稳定 状态,即沿热传导方向,单位时间通过单位面积的热量是常数; 3、 玻璃材料均匀,热传导系数是常数。 数学建模入门——双层玻璃窗的功效 2 二、符号说明 1T——室内温度 2T ——