双层玻璃的功效.doc

一、实验概述：【实验目的】【实验原理】【实验环境】二、实验内容：【实验方案】建立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【实验过程】（实验步骤、记录、数据、分析）一、 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. 室内温度和室外温度保持不变，热传导过程已处于稳定状态 。3. 玻璃材料均匀，热传导系数是常数。二、 符号说明 室内温度 室外温度 单层玻璃厚度 两层玻璃之间的空气厚度 内层玻璃的外侧温度 外层玻璃的内侧温度 热传导系数 热量损失三、 模型建立与求解厚度为的均匀介质，两侧温度差为，则单位时间由温度高的一侧向温度低的一侧通过单位面积的热量为，与成正比，与成反比，即 （1）其中为热传导系数. 1. 双层玻璃的热量流失记双层窗内窗玻璃的外侧温度为，外层玻璃的内侧温度为，玻璃的热传导系数为，空气的热传导系数为，由（1）式单位时间单位面积的热量传导（热量流失）为： （2）由及可得再代入，可得： （3）2. 单层玻璃的热量流失对于厚度为的单层玻璃窗户，容易写出热量流失为： （4）3. 单层玻璃窗和双层玻璃窗热量流失比较比较（3）（4）有： （5）显然，.为了获得更具体的结果，我们需要的数据，从有关资料可知，不流通、干燥空气的热传导系数（J/cm.s.C），常用玻璃的热传导系数（J/cm.s.C），于是 在分析双层玻璃窗比单层玻璃窗可减少多少热量损失时，我们作最保守的估计，即取，由（3）（5）可得： （6）4. 模型讨论比值反映了双层玻璃窗在减少热量损失上的功效，它只与有关，下图给出了的曲线，当由0增加时，迅速下降，而当超过一定值（比如）后下降缓慢，可见不宜选得过大.【实验结论】（结果） 比值Q1/Q2反应了双层玻璃窗在减少热量损失上的功效，它只与h=l/d有关，当h增加时，Q1/Q2迅速下降，而当h超过一定值（比如h4）后Q1/Q2下降变缓，可见h不必选择过大.【实验小结】（收获体会） 通过这次试验，使我明白数学建模在生后中广泛使用。这个模型具有一定应用价值.制作双层玻璃窗虽然工艺复杂会增加一些费用，但它减少的热量损失却是相当可观的.通常，建筑规范要求h=l/d4.按照这个模型，Q1/Q23%，即双层窗比用同样多的玻璃材料制成的单层窗节约热量97%左右.三、指导教师评语及成绩：评 语评语等级优良中及格不及格1.实验报告按时完成,字迹清楚,文字叙述流畅,逻辑性强2.实验方案设计合理3.实验过程（实验步骤详细,记录完整,数据合理,分析透彻）4实验结论正确. 成 绩： 指导教师签名： 批阅日期：附录1：源 程 序clearx=0:0.1:5;y=1./(8*x+1);plot(x,y,r:)grid onxlabel(l/d);ylabel(Q2/Q1);title(Q2/Q1与l/d的关系图形); 附录2：实验报告填写说明 1实验项目名称：要求与实验教学大纲一致。2实验目的：目的要明确，要抓住重点，符合实验教学大纲要求。3实验原理：简要说明本实验项目所涉及的理论知识。4实验环境：实验用的软、硬件环境。5实验方案（思路、步骤和方法等）：这是实验报告极其重要的内容。概括整个实验过程。对于验证性实验，要写明依据何种原理、操作方法进行实验，要写明需要经过哪几个步骤来实现其操作。对于设计性和综合性实验，在上述内容基础上还应该画出流程图、设计思路和设计方法，再配以相应的文字说明。对于创新性实验，还应注明其创新点、特色。6实验过程（实验中涉及的记录、数据、分析）：写明具体实验方案的具体实施步骤，包括实验过程中的记录、数据和相应的分析。7实验结论（