双层玻璃的功效22ppt课件

1、双层玻璃的功效双层玻璃的功效 东北大学应用数学王琪wangqimathyahoo双层玻璃的功效双层玻璃的功效 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户上装两层厚度为 的玻璃夹着一层厚度为的玻璃夹着一层厚度为 的空气，如下图左所示，据说这样做是为了保的空气，如下图左所示，据说这样做是为了保暖，即减少室内向室外的热量流失。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图右，玻

2、璃样多材料做成的单层玻璃窗如下图右，玻璃厚度为厚度为 ）的热量传导进行对比，对双层玻璃）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。窗能够减少多少热量损失给出定量分析结果。dld21T1T1T1T1T2T2TaTbT物理原理 由物理学知道，在上述假设下，热传导过由物理学知道，在上述假设下，热传导过程遵从下面的物理规律：程遵从下面的物理规律： 厚度为厚度为 的均匀介质，两侧温度差为的均匀介质，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侧通过单位面积的热量为 ，与，与 成正比，成正比，与与 成反比，即成反

3、比，即 其中其中 为热传导系数。为热传导系数。dTkQkkddTQTd模型假设模型假设热量的传播过程只有传导，没有对流。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；之间的空气是不流动的；室内温度和室外温度保持不变，热传导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，即沿热传导方向，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；单位时间通过单位面积的热量是常数；玻璃材料均匀，热传导系数是常数。玻璃材料均匀，热传导系数是常数。设玻璃的热传导系数为设玻璃的热传导系数为k1，空气的，空气的热

4、传导系数为热传导系数为k2，单位时间通过单，单位时间通过单位面积由温度高的一侧流向温度低位面积由温度高的一侧流向温度低的一侧的热量为的一侧的热量为Q ddl室室外外T2室室内内T1Ta Tb由热传导公式由热传导公式 =kT/d dTTklTTkdTTkQbbaa21211)/()(21212121dklkTTdklkTa解得：解得：dklkdTTkddklkTTdklkTkQ212112121211122)1 (此函数的图形为此函数的图形为dd室室外外T2室室内内T1dTTkQ2211)/()(2221dklkQQ类似有类似有 321621kk为了获得更具体的结果，我们需要为了获得更具体的结果

5、，我们需要k1、k2的数据，的数据，从有关资料可知，不流通、干燥空气的热传导系从有关资料可知，不流通、干燥空气的热传导系数数 （焦耳（焦耳/厘米厘米.秒秒.度），常用玻璃的度），常用玻璃的热传导系数热传导系数 （焦耳（焦耳/厘米厘米.秒秒.度），于是度），于是dlQQ/811故故记记h=l/d并令并令f(h)= 181h42105 . 2k331108104k01234567891000.10.20.30.40.50.60.70.80.91hf(h)结 论 考虑到美观和使用上考虑到美观和使用上 的方便，的方便，h不必取得过大，例如，不必取得过大，例如，可取可取h=3，即，即l=3d，此时房屋热

6、量的损失不超过单层，此时房屋热量的损失不超过单层玻璃窗时的玻璃窗时的4% 。4dlh%3QQ通常，建筑规范要求通常，建筑规范要求。按照这个模型，。按照这个模型，即双层玻璃窗比用同样多的玻璃材，即双层玻璃窗比用同样多的玻璃材料制成的单层窗节约热量料制成的单层窗节约热量97%左右。左右。因而，制作双层玻璃窗虽然工艺复杂会增加一些因而，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。费用，但它减少的热量损失却是相当可观的。 结 论 不难发现，之所以有如此高的功效主要是不难发现，之所以有如此高的功效主要是由于层间空气的极低的热传导系数由于层间空气的极低的热传导系数 ，而这，而这要求空气是干燥、不流通的。作为模型假要求空气是干燥、不流通的。作为