本文關(guān)鍵詞：真空玻璃傳熱系數(shù)測量儀的研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：能源危機日益凸顯的今天，人類一方面積極主動地尋找新型清潔、可循環(huán)的能源來替代傳統(tǒng)化石燃料能源，另一方面通過節(jié)能減排的方式來減少對能源的消耗。 相關(guān)研究表明：因門窗的隔熱保溫性能不良而引起的能量損耗約占美國全國總耗能的3%，幾乎相當(dāng)于每天損失100萬桶石油。因此相關(guān)技術(shù)人員開始了對門窗節(jié)能的研究，取得了喜人成果，并最終將門窗的隔熱保溫標(biāo)準(zhǔn)提高了一倍。中空玻璃以其優(yōu)良的隔熱保溫性能被廣泛使用在新建的建筑物上，但其中間的空氣層由于氣體對流而引起的能量損耗仍然存在，并且中空玻璃在一些高壓和低壓地區(qū)使用時會出現(xiàn)炸裂，高溫和低溫的地區(qū)使用時會出現(xiàn)中間空氣層的內(nèi)結(jié)霧現(xiàn)象，限制了使用范圍。而真空玻璃與中空玻璃在傳熱機理上有所不同，有效的解決了中間層氣體對流造成的熱損失，使其隔熱保溫性能在中空玻璃的基礎(chǔ)上有了大幅度提升，物理結(jié)構(gòu)上的不同使得真空玻璃的機械強度也大大優(yōu)于中空玻璃，因此得到了世人的廣泛認(rèn)可。 真空玻璃的研究在歐洲、美國、日本起步較早，形成了各自的標(biāo)準(zhǔn)體系和質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)，造成同一塊真空玻璃在不同標(biāo)準(zhǔn)下有不同的傳熱系數(shù)值，使得在進(jìn)行產(chǎn)品隔熱保溫性能對比時沒有統(tǒng)一的參考標(biāo)準(zhǔn)。而我國在這方面的研究起步較晚，大多數(shù)還處在其傳熱機理研究和傳熱系數(shù)理論研究分析計算的階段。我國于2008年在中空玻璃質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上修訂出真空玻璃的相關(guān)質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)，其中涉及到其傳熱系數(shù)的測量方法。 針對我國真空玻璃相關(guān)方面的發(fā)展現(xiàn)狀和生產(chǎn)活動的需求，受西安美爾斯公司的委托，參照最新的國標(biāo)設(shè)計并制作真空玻璃傳熱系數(shù)測量儀。首先分析了真空玻璃國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，然后在研究其傳熱機理的基礎(chǔ)上分析并計算了其理論的傳熱系數(shù)值，在闡述測量儀的測量原理后，對測量儀進(jìn)行了整機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、微控制器選型及其電路和程序設(shè)計、PID溫度控制算法的研究和仿真、硬件系統(tǒng)選型設(shè)計和軟件系統(tǒng)的開發(fā)以及整機電路板的制作，通過控制靜止開關(guān)的狀態(tài)實現(xiàn)對溫控器件的開通度(占空比)控制，實現(xiàn)測量過程中的恒溫條件，并通過自然配重的方法實現(xiàn)了恒壓測量條件下的可靠測量。 真空玻璃傳熱系數(shù)測量儀樣機已在實驗室環(huán)境條件下進(jìn)行了試用，基本達(dá)到了設(shè)計要求，且具有一定的穩(wěn)定性、可靠性和推廣價值。雖然實驗結(jié)果尚且存一些誤差，但已基本達(dá)到預(yù)期的效果，，測量結(jié)果對真空玻璃的理論研究和設(shè)計及其生產(chǎn)實踐活動具有一定的實用價值。能夠為真空玻璃及其相關(guān)方面的研究和實際生產(chǎn)提供穩(wěn)定可靠的測量儀器。
【關(guān)鍵詞】：真空玻璃 傳熱系數(shù) 恒壓測量 PID溫度控制與仿真 靜止開關(guān)
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP216.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-18
• 1.1 真空玻璃及傳熱系數(shù)11-12
• 1.2 真空玻璃傳熱系數(shù)測量儀的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 真空玻璃傳熱機理及傳熱系數(shù)的計算13-15
• 1.4 真空玻璃傳熱系數(shù)測量儀的測量原理15-17
• 1.5 本章小結(jié)17-18
• 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計18-31
• 2.1 總體方案設(shè)計原則18-19
• 2.2 總體設(shè)計方案19-26
• 2.2.1 測量原理19-20
• 2.2.2 硬件系統(tǒng)的機械設(shè)計方案20-25
• 2.2.3 恒壓測量的實現(xiàn)25
• 2.2.4 軟件系統(tǒng)設(shè)計方案25-26
• 2.3 布線技術(shù)26-28
• 2.4 MATLAB/Simulink 仿真28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 3 硬件系統(tǒng)設(shè)計31-45
• 3.1 控制器電路設(shè)計31-33
• 3.2 溫度傳感器部分電路設(shè)計33-35
• 3.2.1 DS18B20 溫度傳感器簡介34-35
• 3.2.2 硬件連接35
• 3.3 溫度控制器電路設(shè)計35-38
• 3.3.1 靜止開關(guān)35-37
• 3.3.2 驅(qū)動電路設(shè)計37-38
• 3.4 液晶顯示電路設(shè)計38-39
• 3.5 鍵盤模塊設(shè)計39-40
• 3.6 通訊電路設(shè)計40-41
• 3.7 電源電路設(shè)計41-44
• 3.8 本章小結(jié)44-45
• 4 軟件系統(tǒng)設(shè)計45-62
• 4.1 單片機系統(tǒng)程序45-46
• 4.2 溫度控制器程序46-52
• 4.2.1 控制系統(tǒng)性能46-47
• 4.2.2 PID 控制器47-48
• 4.2.3 數(shù)字 PID 控制48-49
• 4.2.4 PID 控制算法的參數(shù)整定49-52
• 4.3 DS18B20 數(shù)據(jù)讀取52-56
• 4.4 液晶模塊軟件設(shè)計56-59
• 4.5 鍵盤模塊軟件設(shè)計59-61
• 4.6 下位機控制系統(tǒng)軟件抗干擾設(shè)計61
• 4.7 本章小結(jié)61-62
• 5 測量結(jié)果62-64
• 5.1 真空玻璃傳熱系數(shù)測量儀樣機的基本操作62
• 5.2 測量結(jié)果62-63
• 5.3 儀器誤差分析及處理方法63
• 5.4 本章總結(jié)63-64
• 6 全文總結(jié)及展望64-66
• 6.1 全文總結(jié)64-65
• 6.2 展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71
• 攻讀學(xué)位期間申報的專利71-72
• 攻讀學(xué)位期間參與項目72-73

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：真空玻璃傳熱系數(shù)測量儀的研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：319118