§ 2.2 双层玻璃的功效在寒冷的北方,许多住房的 玻璃窗都是双层玻璃的,现在我们来建立一个简单 的数学模型,研究一下双层玻璃到底有多 大的功效。
比较两座其他条件完全相同的房屋,它们 的差异仅仅在窗户不同。
不妨可以提出以下 假设,
1、设室内热量的流失是热传导引起的,不存在户内外的空气对流。
2、室内温 度 T1与户外温 度 T2均为常数。
3、玻璃是均匀的,热传导系数为常数。
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 θ
dd l
室外
T2
室内
T1Ta
Tb
由热传导公式 θ=kΔT/d
d
TTk
l
TTk
d
TTk bbaa 2
12
1
1
)/()(2
1
21
2121
dklk
TTdklkT
a?
解得:
dklkd
TT
k
d
dklk
TTdklk
T
k
21
21
1
21
2121
1
1 2
2
)1(
此函数的图形为
dd
室外
T2
室内
T1 d
TTk
2
21
1
)/()(2
2
21 dklk?
类似有
32~16
2
1?
k
k一般
dl /81
1
故记 h=l/d并令 f(h)=
18
1
h
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
h
f(h
)
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 3% 。
比较两座其他条件完全相同的房屋,它们 的差异仅仅在窗户不同。
不妨可以提出以下 假设,
1、设室内热量的流失是热传导引起的,不存在户内外的空气对流。
2、室内温 度 T1与户外温 度 T2均为常数。
3、玻璃是均匀的,热传导系数为常数。
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 θ
dd l
室外
T2
室内
T1Ta
Tb
由热传导公式 θ=kΔT/d
d
TTk
l
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1
1
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1
21
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室内
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1
故记 h=l/d并令 f(h)=
18
1
h
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100
0.1
0.2
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0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
h
f(h
)
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 3% 。