面對建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,以及消費群體對個性化窗型需求的不斷增加,門窗生產(chǎn)制造企業(yè)迎來了新的挑戰(zhàn),需要設(shè)計大量不同的新窗型,并進行熱工分析和計算傳熱系數(shù),以滿足國家節(jié)能要求。而現(xiàn)有的門窗熱工分析和傳熱系數(shù)計算工具,無法與設(shè)計、生產(chǎn)管理相結(jié)合,并且計算過程中存在一定誤差、操作較為復(fù)雜,已經(jīng)無法滿足企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的需要,無法支撐企業(yè)的快速發(fā)展。為解決上述問題,本文以塑鋼門窗為研究對象,開展門窗熱工性能分析相關(guān)研究,開發(fā)塑鋼門窗熱工分析系統(tǒng),為企業(yè)適應(yīng)當(dāng)代社會的發(fā)展,提高門窗設(shè)計效率和準(zhǔn)確性,降低成本,具有重要的理論價值和工程意義。首先,根據(jù)國內(nèi)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和門窗傳熱特點,對典型塑鋼門窗節(jié)點結(jié)構(gòu)進行分析,建立邊框截面物理模型;基于二維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)計算理論中的有限差分法,分析邊框傳熱特性,確定傳熱控制方程及相對應(yīng)的邊界條件;結(jié)合邊框截面物理模型,采用外節(jié)點法,構(gòu)建邊框傳熱數(shù)學(xué)模型,借助MATLAB編程模擬計算,完成邊框數(shù)值模擬。其次,在整窗物理模型的基礎(chǔ)上,構(gòu)建傳熱數(shù)學(xué)模型�；谶吙蚪孛娴任锢砟Ｐ�,根據(jù)傳熱計算方法,構(gòu)建門窗邊框內(nèi)部封閉空腔、玻璃組件等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的傳熱數(shù)學(xué)模型,求解傳熱系數(shù);在傳... 

【文章來源】：濟南大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

5系列

塑鋼門窗熱工性能分析及系統(tǒng)開發(fā)10（1）固體材料的熱屬性不隨溫度變化而變化；（2）邊框與墻體交界處假設(shè)為絕緣邊界；（3）忽略室內(nèi)外環(huán)境的空氣滲漏；（4）對窗戶復(fù)雜的曲線結(jié)構(gòu)采用折線段代替�；谝陨系募僭O(shè)，門窗節(jié)點圖中傳熱最復(fù)雜的為邊框部分，所以對其邊框模型進行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，建立邊框物理模型，如圖2.2所示。1-PVC塑料2-封閉空腔3-膠條4-玻璃組件5-PVC壓條圖2.2邊框的物理模型2.2塑鋼門窗邊框傳熱數(shù)學(xué)模型在解決傳熱問題求解傳熱系數(shù)時，常用的三種方法：理論分析法、數(shù)值計算法、實驗法。數(shù)值計算法是用離散點來代替物理量，通過建立代數(shù)方程進行計算。該方法適應(yīng)性強，計算精度高，能夠?qū)?fù)雜的傳熱問題進行求解；與理論分析法相比，不受局限性影響。本文將采用數(shù)值計算法，通過構(gòu)建邊框傳熱數(shù)學(xué)模型，完成傳熱計算。而數(shù)值計算法又可細(xì)分為：有限差分法、有限元法和邊界元法。有限差分法，易于對離散方程進行數(shù)學(xué)分析，數(shù)學(xué)概念直觀，推導(dǎo)自然，計算的精準(zhǔn)度相對較高[50]，能夠符合構(gòu)建邊框數(shù)學(xué)模型建立的要求。根據(jù)上述分析，本文將采用有限差分法構(gòu)建邊框二維穩(wěn)態(tài)傳熱模型，有限差分法的計算流程如圖2.3所示。12345

濟南大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖2.3計算流程圖2.2.1傳熱計算的控制方程在窗戶傳熱過程中，邊框兩側(cè)邊界條件保持穩(wěn)定不變，其傳熱過程可近似看作無內(nèi)熱源的二維穩(wěn)態(tài)傳熱，在直角坐標(biāo)系中數(shù)值模擬控制方程為[51]：02222ytxt(2.1)2.2.2傳熱計算的參數(shù)和邊界條件本論文所研究的塑鋼門窗，其材質(zhì)主要有PVC塑料、玻璃、隔熱材料、封閉空腔以及中空玻璃的填充氣體等組成，各參數(shù)可由行業(yè)規(guī)程[15]中查取，具體參數(shù)如表2.2、表2.3所示。表2.2固體材質(zhì)物性參數(shù)表名稱導(dǎo)熱系數(shù)/W·m-1·K-1密度/kg·m-3表面發(fā)射率PVC塑料0.1713900.90普通玻璃1.0025000.8466+25%玻璃纖維0.3014500.90三元乙丙0.2511500.90聚硫膠0.4017000.90

【參考文獻】：
期刊論文
[1]建筑門窗玻璃幕墻傳熱系數(shù)現(xiàn)場測試分析[J]. 范杭茹.  寧德師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020(01)
[2]MATLAB在求解微分方程中的應(yīng)用方法研究[J]. 李冰冰.  數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究. 2019(22)
[3]建筑門窗及玻璃幕墻的節(jié)能策略[J]. 陳良.  四川建材. 2019(11)
[4]建筑門窗現(xiàn)場節(jié)能性能測試方法研究[J]. 劉莉,陳剛,潘振,楊玉忠.  墻材革新與建筑節(jié)能. 2019(06)
[5]保溫材料對被動式鋁合金門窗熱工性能的影響[J]. 趙及建,呂艷艷,楊連飛.  建設(shè)科技. 2019(09)
[6]CFD控制方程中有限差分法的分析[J]. 王敞亮.  中國新通信. 2019(09)
[7]《中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告2018》發(fā)布[J]. 侯恩哲.  建筑節(jié)能. 2018(04)
[8]建筑節(jié)能技術(shù)在門窗幕墻設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 馮令倉.  門窗. 2018(03)
[9]建筑門窗玻璃幕墻傳熱系數(shù)現(xiàn)場測試研究[J]. 萬成龍,潘振,王洪濤,單波,閻強,王昭君.  建筑節(jié)能. 2017(12)
[10]建筑排風(fēng)隔熱外窗區(qū)域模型的實驗驗證[J]. 張沖,王勁柏,徐新華,杜前洲.  建筑科學(xué). 2017(10)

碩士論文
[1]面向塑鋼門窗批量定制的物料信息配置系統(tǒng)研究與開發(fā)[D]. 劉征.濟南大學(xué) 2019
[2]基于AutoCAD二次開發(fā)的工程圖的三維重建技術(shù)研究[D]. 熊思穎.太原理工大學(xué) 2018
[3]塑料門窗制造工藝決策系統(tǒng)研究與開發(fā)[D]. 董凱.濟南大學(xué) 2018
[4]日光溫室墻體熱工特性測量及誤差分析[D]. 薛國萍.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[5]綠色節(jié)能鋁合金建筑外窗系統(tǒng)的研發(fā)[D]. 成洪波.山東建筑大學(xué) 2016
[6]基于Calculix的多核并行分析機制研究及平臺設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 程順超.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[7]門窗幕墻熱工性能綜合計算系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 林偉偉.重慶大學(xué) 2015
[8]金屬門窗玻璃系統(tǒng)熱工性能分析技術(shù)研究與系統(tǒng)開發(fā)[D]. 洪定程.重慶大學(xué) 2014
[9]建筑節(jié)能窗傳熱特性的數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 許凱.西南交通大學(xué) 2014
[10]節(jié)能窗的傳熱研究[D]. 隋亮亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號：3415430