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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于传热领域,具体的说是一种基于等效热阻模型的隔热壁的热传导系数计算方法。
技术介绍
1、隔热壁的多层壁面结构是现代传热领域中广泛采用的一种结构形式。由于多层壁面结构的热传导系数可以影响其保温性能,因此对其热传导系数进行准确的计算具有重要意义。多层壁面结构的热传导系数计算涉及到材料科学、热学、数学等多个学科领域。同时,多层壁面结构是一个较为复杂的整体,它通常由多种不同材料且结构复杂多样的薄壁组合而成,所以对该多层壁面热阻的计算较为困难。传统的计算方法可以解决较为简单的壁面结构,而对于更加复杂的结构的计算时存在计算速度慢、适用范围窄、难以处理非规则结构、计算的准确度及可靠性较低等问题。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处,提出一种基于等效热阻模型的隔热壁的热传导系数计算方法,以期能对多种材料不同且结构复杂的隔热壁的热阻进行计算,同时兼顾计算的准确性及快速性。
2、本专利技术为达到上述专利技术目的,采用如下技术方案:
3、本专利技术一种基于等效热阻模型的隔热壁的热传导系数计算方法的特点在于,所述隔热壁为n层壁面结构,每层壁面为单一材料或多种不同材料构成,且每层壁面的形状不完全相同,并包括以下步骤:
4、步骤一、以隔热壁的任一顶点为原点,以隔热壁的热传递方向为x轴方向、以隔热壁的长度方向为y轴方向、以隔热壁的高度方向为z轴方向,建立平面直角坐标系;
5、步骤二、若第i层壁面为单一材料,则直接计算第i层
6、步骤三、根据第i层壁面的形状,对第i层壁面进行划分:
7、步骤3.1、若第i层壁面的形状为规则形状,则在x轴方向上对第i层壁面进行划分;若第i层壁面的形状为不规则形状,则按照第i层壁面在yoz面的投影,在x轴方向上对第i层壁面进行划分,从而得到ni个几何体块,使得每个几何体块的横截面的材料及其分布相同;并计算第i层壁面的第j个几何体块ωi,j的厚度其中,ai,j表示第i层壁面的第j个几何体块ωi,j的截面积,vi,j为第i层壁面的第j个几何体块ωi,j的体积;
8、步骤3.2、按照第j个几何体块ωi,j的材料的种类数ki,j,在yoz面上对任意第j个几何体块ωi,j的横截面进行划分,得到第j个几何体块ωi,j的ki,j个区域,使得第j个几何体块ωi,j的每个区域的材料相同;并计算第i层壁面的第j个几何体块ωi,j的第s个区域的单位热阻从而得到第i层壁面的第j个几何体块ωi,j的横截面单位热阻其中,ai,j,s表示第i层壁面的第j个几何体块ωi,j的第s个区域的面积,λi,j,s第i层壁面的第j个几何体块ωi,j的第s个区域的材料导热系数;
9、步骤四、利用式(2)得到第i层壁面的热阻ri:
10、
11、步骤五、利用式(3)得到隔热壁的总热阻表示r总:
12、
13、本专利技术一种电子设备,包括存储器以及处理器的特点在于,所述存储器用于存储支持处理器执行所述热传导系数计算方法的程序,所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
14、本专利技术一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序的特点在于,所述计算机程序被处理器运行时执行所述热传导系数计算方法的步骤。
15、与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于:
16、1、本专利技术通过采用新的划分方法将多层复杂壁面结构进行拆解并将完整结构碎片化、简单化,解决了现有技术中难以解决不同材料且结构复杂的热阻计算问题,从而化繁为简,提高了计算速度、简化了计算过程,结果可靠性也大大提升。
17、2、本专利技术通过采用平均深度的思想,克服现有技术难以处理不规则壁面形状的问题,从而将不规则的壁面结构规则化,降低了计算误差和该方法的使用难度、提高了计算速度和计算精度。
18、3、本专利技术将等效热阻模型与多层壁面热传导相结合,使得对于多层壁面热阻的计算更加简单。
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1.一种基于等效热阻模型的隔热壁的热传导系数计算方法,其特征在于,所述隔热壁为N层壁面结构,每层壁面为单一材料或多种不同材料构成,且每层壁面的形状不完全相同,并包括以下步骤:
2.一种电子设备,包括存储器以及处理器,其特征在于,所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1所述热传导系数计算方法的程序,所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
3.一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1所述热传导系数计算方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种基于等效热阻模型的隔热壁的热传导系数计算方法,其特征在于,所述隔热壁为n层壁面结构,每层壁面为单一材料或多种不同材料构成,且每层壁面的形状不完全相同,并包括以下步骤:
2.一种电子设备,包括存储器以及处理器,其特征在于,所述存储器用于存储支持处...
【专利技术属性】
技术研发人员:柯庆镝,何浩东,方达,黄海鸿,
申请(专利权)人:合肥工业大学,
类型:发明
国别省市:
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