《双层玻璃的功效》PPT课件

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1、双层玻璃的功效东北大学应用数学王琪wangqimath@yahoo.com.cn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（如下图右，玻璃厚度为）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。物理原理由物理学知道，在上述假设下，热传导过程遵从下面的物理规律：厚度为的均匀介质，两侧温度差为，

2、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，即其中为热传导系数。模型假设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；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，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。设玻璃的热传导系数为k1，空气的热传导系数为k2，单位时间通过单位面积由温度高的一侧流向温度低的一侧的热量为Qddl室外T2室内T1TaTb由热传导公式θ=kΔT/d解得：此函数的图形为dd室外T2室内T

3、1类似有为了获得更具体的结果，我们需要k1、k2的数据，从有关资料可知，不流通、干燥空气的热传导系数（焦耳/厘米.秒.度），常用玻璃的热传导系数（焦耳/厘米.秒.度），于是故记h=l/d并令f(h)=01234567891000.10.20.30.40.50.60.70.80.91hf(h)结论考虑到美观和使用上的方便，h不必取得过大，例如，可取h=3，即l=3d，此时房屋热量的损失不超过单层玻璃窗时的4%。通常，建筑规范要求。按照这个模型，，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97%左右。因此，制作双层玻璃窗虽然工

4、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。结论不难发现，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，而这要求空气是干燥、不流通的。作为模型假设的这个条件在实际环境下当然不可能完全满足，所以实际上双层玻璃窗的功效会比上述结果差一些。