塑钢门窗热工性能分析及系统开发
发布时间：2021-09-30 07:50
面对建筑节能标准的不断提高,以及消费群体对个性化窗型需求的不断增加,门窗生产制造企业迎来了新的挑战,需要设计大量不同的新窗型,并进行热工分析和计算传热系数,以满足国家节能要求。而现有的门窗热工分析和传热系数计算工具,无法与设计、生产管理相结合,并且计算过程中存在一定误差、操作较为复杂,已经无法满足企业大规模生产的需要,无法支撑企业的快速发展。为解决上述问题,本文以塑钢门窗为研究对象,开展门窗热工性能分析相关研究,开发塑钢门窗热工分析系统,为企业适应当代社会的发展,提高门窗设计效率和准确性,降低成本,具有重要的理论价值和工程意义。首先,根据国内相关技术标准和门窗传热特点,对典型塑钢门窗节点结构进行分析,建立边框截面物理模型;基于二维稳态热传导计算理论中的有限差分法,分析边框传热特性,确定传热控制方程及相对应的边界条件;结合边框截面物理模型,采用外节点法,构建边框传热数学模型,借助MATLAB编程模拟计算,完成边框数值模拟。其次,在整窗物理模型的基础上,构建传热数学模型。基于边框截面等物理模型,根据传热计算方法,构建门窗边框内部封闭空腔、玻璃组件等关键结构的传热数学模型,求解传热系数;在传...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
5系列
塑钢门窗热工性能分析及系统开发10（1）固体材料的热属性不随温度变化而变化；（2）边框与墙体交界处假设为绝缘边界；（3）忽略室内外环境的空气渗漏；（4）对窗户复杂的曲线结构采用折线段代替。基于以上的假设，门窗节点图中传热最复杂的为边框部分，所以对其边框模型进行适当的优化，建立边框物理模型，如图2.2所示。1-PVC塑料2-封闭空腔3-胶条4-玻璃组件5-PVC压条图2.2边框的物理模型2.2塑钢门窗边框传热数学模型在解决传热问题求解传热系数时，常用的三种方法：理论分析法、数值计算法、实验法。数值计算法是用离散点来代替物理量，通过建立代数方程进行计算。该方法适应性强，计算精度高，能够对复杂的传热问题进行求解；与理论分析法相比，不受局限性影响。本文将采用数值计算法，通过构建边框传热数学模型，完成传热计算。而数值计算法又可细分为：有限差分法、有限元法和边界元法。有限差分法，易于对离散方程进行数学分析，数学概念直观，推导自然，计算的精准度相对较高[50]，能够符合构建边框数学模型建立的要求。根据上述分析，本文将采用有限差分法构建边框二维稳态传热模型，有限差分法的计算流程如图2.3所示。12345
济南大学硕士学位论文11图2.3计算流程图2.2.1传热计算的控制方程在窗户传热过程中，边框两侧边界条件保持稳定不变，其传热过程可近似看作无内热源的二维稳态传热，在直角坐标系中数值模拟控制方程为[51]：02222ytxt(2.1)2.2.2传热计算的参数和边界条件本论文所研究的塑钢门窗，其材质主要有PVC塑料、玻璃、隔热材料、封闭空腔以及中空玻璃的填充气体等组成，各参数可由行业规程[15]中查取，具体参数如表2.2、表2.3所示。表2.2固体材质物性参数表名称导热系数/W·m-1·K-1密度/kg·m-3表面发射率PVC塑料0.1713900.90普通玻璃1.0025000.8466+25%玻璃纤维0.3014500.90三元乙丙0.2511500.90聚硫胶0.4017000.90
【参考文献】：
期刊论文
[1]建筑门窗玻璃幕墙传热系数现场测试分析[J]. 范杭茹. 宁德师范学院学报(自然科学版). 2020(01)
[2]MATLAB在求解微分方程中的应用方法研究[J]. 李冰冰. 数学学习与研究. 2019(22)
[3]建筑门窗及玻璃幕墙的节能策略[J]. 陈良. 四川建材. 2019(11)
[4]建筑门窗现场节能性能测试方法研究[J]. 刘莉,陈刚,潘振,杨玉忠. 墙材革新与建筑节能. 2019(06)
[5]保温材料对被动式铝合金门窗热工性能的影响[J]. 赵及建,吕艳艳,杨连飞. 建设科技. 2019(09)
[6]CFD控制方程中有限差分法的分析[J]. 王敞亮. 中国新通信. 2019(09)
[7]《中国建筑节能年度发展研究报告2018》发布[J]. 侯恩哲. 建筑节能. 2018(04)
[8]建筑节能技术在门窗幕墙设计中的应用[J]. 冯令仓. 门窗. 2018(03)
[9]建筑门窗玻璃幕墙传热系数现场测试研究[J]. 万成龙,潘振,王洪涛,单波,阎强,王昭君. 建筑节能. 2017(12)
[10]建筑排风隔热外窗区域模型的实验验证[J]. 张冲,王劲柏,徐新华,杜前洲. 建筑科学. 2017(10)
硕士论文
[1]面向塑钢门窗批量定制的物料信息配置系统研究与开发[D]. 刘征.济南大学 2019
[2]基于AutoCAD二次开发的工程图的三维重建技术研究[D]. 熊思颖.太原理工大学 2018
[3]塑料门窗制造工艺决策系统研究与开发[D]. 董凯.济南大学 2018
[4]日光温室墙体热工特性测量及误差分析[D]. 薛国萍.沈阳农业大学 2016
[5]绿色节能铝合金建筑外窗系统的研发[D]. 成洪波.山东建筑大学 2016
[6]基于Calculix的多核并行分析机制研究及平台设计与实现[D]. 程顺超.广东工业大学 2015
[7]门窗幕墙热工性能综合计算系统的研究与开发[D]. 林伟伟.重庆大学 2015
[8]金属门窗玻璃系统热工性能分析技术研究与系统开发[D]. 洪定程.重庆大学 2014
[9]建筑节能窗传热特性的数值模拟与实验研究[D]. 许凯.西南交通大学 2014
[10]节能窗的传热研究[D]. 隋亮亮.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3415430
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
5系列
塑钢门窗热工性能分析及系统开发10（1）固体材料的热属性不随温度变化而变化；（2）边框与墙体交界处假设为绝缘边界；（3）忽略室内外环境的空气渗漏；（4）对窗户复杂的曲线结构采用折线段代替。基于以上的假设，门窗节点图中传热最复杂的为边框部分，所以对其边框模型进行适当的优化，建立边框物理模型，如图2.2所示。1-PVC塑料2-封闭空腔3-胶条4-玻璃组件5-PVC压条图2.2边框的物理模型2.2塑钢门窗边框传热数学模型在解决传热问题求解传热系数时，常用的三种方法：理论分析法、数值计算法、实验法。数值计算法是用离散点来代替物理量，通过建立代数方程进行计算。该方法适应性强，计算精度高，能够对复杂的传热问题进行求解；与理论分析法相比，不受局限性影响。本文将采用数值计算法，通过构建边框传热数学模型，完成传热计算。而数值计算法又可细分为：有限差分法、有限元法和边界元法。有限差分法，易于对离散方程进行数学分析，数学概念直观，推导自然，计算的精准度相对较高[50]，能够符合构建边框数学模型建立的要求。根据上述分析，本文将采用有限差分法构建边框二维稳态传热模型，有限差分法的计算流程如图2.3所示。12345
济南大学硕士学位论文11图2.3计算流程图2.2.1传热计算的控制方程在窗户传热过程中，边框两侧边界条件保持稳定不变，其传热过程可近似看作无内热源的二维稳态传热，在直角坐标系中数值模拟控制方程为[51]：02222ytxt(2.1)2.2.2传热计算的参数和边界条件本论文所研究的塑钢门窗，其材质主要有PVC塑料、玻璃、隔热材料、封闭空腔以及中空玻璃的填充气体等组成，各参数可由行业规程[15]中查取，具体参数如表2.2、表2.3所示。表2.2固体材质物性参数表名称导热系数/W·m-1·K-1密度/kg·m-3表面发射率PVC塑料0.1713900.90普通玻璃1.0025000.8466+25%玻璃纤维0.3014500.90三元乙丙0.2511500.90聚硫胶0.4017000.90
【参考文献】：
期刊论文
[1]建筑门窗玻璃幕墙传热系数现场测试分析[J]. 范杭茹. 宁德师范学院学报(自然科学版). 2020(01)
[2]MATLAB在求解微分方程中的应用方法研究[J]. 李冰冰. 数学学习与研究. 2019(22)
[3]建筑门窗及玻璃幕墙的节能策略[J]. 陈良. 四川建材. 2019(11)
[4]建筑门窗现场节能性能测试方法研究[J]. 刘莉,陈刚,潘振,杨玉忠. 墙材革新与建筑节能. 2019(06)
[5]保温材料对被动式铝合金门窗热工性能的影响[J]. 赵及建,吕艳艳,杨连飞. 建设科技. 2019(09)
[6]CFD控制方程中有限差分法的分析[J]. 王敞亮. 中国新通信. 2019(09)
[7]《中国建筑节能年度发展研究报告2018》发布[J]. 侯恩哲. 建筑节能. 2018(04)
[8]建筑节能技术在门窗幕墙设计中的应用[J]. 冯令仓. 门窗. 2018(03)
[9]建筑门窗玻璃幕墙传热系数现场测试研究[J]. 万成龙,潘振,王洪涛,单波,阎强,王昭君. 建筑节能. 2017(12)
[10]建筑排风隔热外窗区域模型的实验验证[J]. 张冲,王劲柏,徐新华,杜前洲. 建筑科学. 2017(10)
硕士论文
[1]面向塑钢门窗批量定制的物料信息配置系统研究与开发[D]. 刘征.济南大学 2019
[2]基于AutoCAD二次开发的工程图的三维重建技术研究[D]. 熊思颖.太原理工大学 2018
[3]塑料门窗制造工艺决策系统研究与开发[D]. 董凯.济南大学 2018
[4]日光温室墙体热工特性测量及误差分析[D]. 薛国萍.沈阳农业大学 2016
[5]绿色节能铝合金建筑外窗系统的研发[D]. 成洪波.山东建筑大学 2016
[6]基于Calculix的多核并行分析机制研究及平台设计与实现[D]. 程顺超.广东工业大学 2015
[7]门窗幕墙热工性能综合计算系统的研究与开发[D]. 林伟伟.重庆大学 2015
[8]金属门窗玻璃系统热工性能分析技术研究与系统开发[D]. 洪定程.重庆大学 2014
[9]建筑节能窗传热特性的数值模拟与实验研究[D]. 许凯.西南交通大学 2014
[10]节能窗的传热研究[D]. 隋亮亮.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3415430
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