地暖材料的传热研究与计算

中南大学

传热专题

课题：地暖材料的传热研究与计算学院：能源科学与工程学院

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2012年3月22日

目录

一、研究目的： (3)

二、研究的意义： (3)

1、地暖材料对生产资源的影响 (3)

2、地暖材料对建筑安全性能的影响 ............ 错误！未定义书签。

三、新型地暖材料（泡沫混凝土） (4)

1、泡沫混凝土作为地暖隔热层的优点 (4)

2、地热辐射采暖结构 (5)

3、泡沫混凝土工艺原理 (5)

4、泡沫混凝土原材料与施工设备 (5)

5、施工工艺流程 (6)

四、范例与计算 ........................................................................... . (8)

五、总结 (14)

地暖材料的传热研究与计算

一、研究目的：

讨论地板辐射供暖系统中由于供回水管温差造成的传热损失、地板背向热损失。建立了传热的数学模型，通过数值计算并分析了计算结果，为工程设计提供参考。国内外对地板辐射供暖系统已经进行了较深入的研究。研究内容主要有：地板换热静态和动态模型[1-3]的建立；板面温度场的计算及计算机对传热过程的动态仿真[4,5]等等。但在这些研究中没有明确地板传热过程中热量损失的问题。现就该问题进行研究，旨在揭示各种热量损失的途径和解决的方法并给出各热量损失率情况，为实际的工程设计提供参考。

二、研究的意义：

地板辐射采暖起源于欧洲。直到上世纪60年代末，抗老化、耐高温、耐高压和易弯曲的塑料管材的出现才极大地促进了地板辐射采暖技术的推广和应用。由于低温热水地板辐射采暖系统具有舒适、节能、环保等优点，在我国得以大面积推广应用，从开始推广至今的近lO年中，地面辐射采暖经历了一个从不认同到认同、不成熟走向成熟的历程。

1、地板材料生产对生产资源的影响

地板涂饰材料对木材有着极大的影响，其中，UV漆就是一种典型的地板涂饰材料，同时也是环保型节能涂料。UV漆是属于辐射固化涂料的一种，是环保型节能涂料，用UV漆涂饰的木地板漆膜坚硬、耐磨，高光漆光亮丰满，哑光漆细腻滑爽。UV漆的固化速度快，通过紫外线照射，在零点几秒内达到表面干燥。当涂膜由湿膜变干膜是，其收缩率较大，内应力性对也大，因而涂层间附着性差。UV漆的硬度普遍强于其他漆类，通常涂膜越硬，则越脆，越不耐磨，涂膜也容易开裂。当涂膜的硬度吵过要求时，随着地板的热胀冷缩或湿涨干缩的变化，表面漆膜的变化因缺乏弹性而不能随地板的微量变形而变形，从而出现裂纹。

2、墙体材料对建筑安全性能的影响

常见的地面采暖多是在建筑楼板上采用现浇混凝土填埋层的湿式结构，造成楼板层重量增加，给住宅带来了诸多不利的影响，尤其是对高层住宅。

首先，填埋的管材受热后纵向膨胀转化的内应力容易引起垫层开裂；其次，因铺设地面采暖，室内净高度降低；再其次，这种地面采暖结构属于地下隐蔽性工程，不易维修，维修时需要刨开地面，工程复杂；最后，保温层与混凝土的强度差别较大，如果施工不规范，保温层极易变形，造成施工隐患。

三、新型地暖材料（泡沫混凝土）

1、泡沫混凝土作为地暖隔热层的优点

和传统材料聚苯乙烯泡沫塑料相比，有以下优点：

1.1耐热度高。

聚苯乙烯泡沫塑料的致命弱点是耐热温度低，在74℃就开始分解，当温度继续升高时它就会热熔萎缩。而地暖热水管道温度不是恒定的，有时会超过74℃，这就会造成聚苯乙烯泡沫塑料热分解而使绝热失效。而泡沫混凝土由于是水泥无机材料，耐热可达400℃以上，不存在热分解，因而使用寿命更长，不会造成绝热失效。

1.2绿色环保，无毒无害。

泡沫混凝土不含任何有毒成份，主要原材料为水泥，水泥发泡所用的发泡剂及各种外加剂均没有挥发性有害物质，有利于室内环境。而聚苯乙烯泡沫塑料却会因热分解释放出苯乙烯有毒气体。因此使用泡沫混凝土比使用聚苯乙烯泡沫塑料更具有环保性。

1.3承载能力强。

聚苯乙烯泡沫塑料的抗压强度，只有0.02～0.03MPa，受力较大或受力不均匀时易产生塌陷，由此产生的维修费用高昂；而400㎏/m3泡沫混凝土抗压强度为

0.8 MPa，抗压性更高，使用安全。

1.4使用成本低。

由于发泡水泥的主要材料是水泥，且基本无废料，又可省略找平层等多道工序，综合造价相对要低一些。而采用苯板，施工工序相对复杂，且会留有边角废料，造成浪费。发泡水泥造价比聚苯乙烯泡沫塑料低30％左右，具有明显的经济优势。

1.5工艺简单，施工速度快。

泡沫混凝土浇注摊平既可，不需要一张张铺设，其施工速度比聚苯乙烯泡沫塑料板快1/3，节约大量人工。

1.6没有接缝，减少了接缝所造成的热损失。

聚苯乙烯泡沫塑料板因为是一张张铺设，有很多接缝，容易形成冷桥或热

桥；泡沫混凝土一次浇筑成型，没有接缝，不会造成热损失。

1.7寿命更长。

泡沫混凝土的主要成分是水泥，寿命50年以上，与建筑物寿命基本相同。

2、地热辐射采暖结构

自下而上的各层结构分别是：

1、混凝土层：钢筋混凝土楼板；

2、热反射层：无纺布基铝箔材料，具有单向

传热、保温和防水的功能；

3、保温层：一般要求厚度不小于30毫米的

泡沫混凝土用于隔热；

4、地热管线：分为PEX-A交联聚乙烯管材

（水热）或者发热电缆（电热）两种不同的

供热方式；

5、砂粒：固定地热管线，均匀辐射热量，避

免局部温度过高；

6、水泥砂浆填充层（普通房屋的水泥地面）；

7、地面层：比如木地板和瓷砖等。

地面采暖设置泡沫混凝土保温层，主要是为了防止和减少热量向地下散失，提高热利用率。设置3㎝厚泡沫混凝土绝热层，热量损失可减少80％，采用5㎝泡沫混凝土绝热层，热量损失可减少90％以上，因此，泡沫混凝土绝热层对提高室内温度具有重要作用。

3、泡沫混凝土工艺原理

泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。

其主要工艺流程示意图如下：

混合→输送泵→浇注成型↘

水泥、掺合料和水→搅拌→浆料发泡剂水溶液 ? 发泡机?泡沫↗

4、泡沫混凝土原材料与施工设备

4.1.原材料要求

水泥：水泥应选用42.5或32.5的普通硅酸盐水泥或同等级的矿渣硅酸盐水泥。水泥的安定性合格，且无结块现象。严禁不同品种、不同强度等级的水泥混用。

发泡剂：采用华泰公司研发的HT复合型发泡剂，参数如下表：

水：采用自来水，严禁含酸性物质的水掺入发泡沫剂中，以免产生化学反应，影响发泡沫剂的发泡效果。

4.2施工设备

5、施工工艺流程

5.1基层处理：先将基层上的灰尘扫掉，用钢丝刷和錾子刷净、剔掉灰浆皮和灰渣层，用10％的火碱水溶液刷掉基层上的油污，并用清水及时将碱液冲净。

5.2确定标高、弹线：参照墙上的+50cm水平标高线，按照设计要求的绝热层厚度，往下量测出绝热层标高，在四周墙上弹出水平控制线。

5.3洒水湿润：在地面基层上洒水后用笤帚扫净，使基层湿润但无积水。

5.4抹灰饼和冲筋：根据房间内四周墙上弹的水平控制线，拉线绳用1：2水泥砂浆抹5cm×5cm灰饼，横竖向间距2m左右，灰饼上平即为绝热层标高。面积较大的房间，为保证整体绝热层的标高和平整度，还须冲筋，将水泥砂浆铺在灰饼之间，宽度与灰饼相同，用木抹子拍抹成与灰饼上表面相平。

5.5泡沫混凝土制备

5.5.1确定配合比：根据设计要求的绝热层导热系数、抗压强度，确定水泥浆的配比、泡沫稀释液的配比以及泡沫和水泥浆的混合比例。

5.5.2水泥浆制备：根据配合比，将水泥、水和外加剂放入搅拌机中搅拌成均匀浆体。

5.5.3泡沫制备：将发泡剂和水按配比混合成稀释液，将发泡剂溶液和压缩空气在混合室内进行混合，然后在压缩空气的作用下，通过发泡筒将发泡剂溶液完全吹制成具有高稳定性、极强的立体张力和特异的韧伸性的泡沫囊。注意检查泡囊的大小、韧伸性是否符合要求，这直接影响到泡沫混凝土的强度和保温隔热性能。

5.5.4混合搅拌：发好的泡沫囊通过发泡筒直接吹到到水泥浆中，进行搅拌。

泡沫混凝土的制备可通过在泡沫混凝土输送机上设置好各项配合比参数，由设备控制实现自动化。

5.6.刷水泥砂浆结合层：在铺设水泥砂浆之前，应涂刷水泥浆一道，其水灰比为0.4～0.5(涂刷之前将抹灰饼的余灰清扫干净，再洒水湿润)。

5.7泵送浇筑：利用泡沫混凝土输送机中的输送泵将制成的泡沫混凝土料浆泵送至施工面。在输送过程中使泵自动调压，即始终使泵送高度与工作压力相适应，使之缓慢而平稳地将发泡水泥输送到作业面，减少泡沫破碎。

5.8刮平：在灰饼之间将或冲筋之间将混凝土铺均匀，厚度略高于灰饼，将刮杠放在灰饼或冲筋上刮平。

5.9养护：先采用自然养护的方法，使其强度达到上人条件，自然养护时应尽量将房间用彩条布密闭，避免因阳光直接照射和过堂风造成绝热层表面失水过快。达到上人条件后，采用喷水方法保持混凝土表面湿润，养护时间不得少于7天。冬季施工应采取保温措施，保证室温保持5·C以上。

5.10切割伸缩缝：当房间尺寸大于8m时，须设置伸缩缝。由于泡沫混凝土收缩系数小于0.5%，伸缩缝宽度3～5mm即可。在绝热层达到上人条件后，用切割机直接切割成缝，注意切割深度比绝热层厚度小5mm，避免切伤结构层。之后用橡胶条填缝。

5.11布设散热管：在绝热层上直接布设散热管。

（引用：《EJGF26-2008地面辐射供暖泡沫混凝土绝热层施工工法》）

四、范例与计算

相邻两管存在温差造成的热流短路损失

在常见的模型中，认为供回管道中的流体温度为同一温度（供回水平均温度），在实际的情况中，由于地板与房间进行热交换，一定温度的水流经盘管后产生温降(供暖)或温升(供冷)的，供水温度沿程不断变化，直到其流经整个盘管，达到回水温度。所以图1两相邻管中的流体温度是不同的，它们之间的温度差异将产生热流回流现象，即供水的一部分热量没有经过地板散热就直接被回水带走了。相对前一种模型，地板的散热量将有所变化。本文对此进行了定量的分析。由于重点在于考虑冷热两管间温度交叉条件下的热流短路情况，在此不考虑瞬态变化的影响，参见图1,建立稳态传热模型如下：

地板结构层内考虑导热方程

（1）

由于所取计算单元的对称性：

(2)

在管子与埋层的接触处，管内流体不停的与内管壁对流换热，然后传导到外管壁，且两管内温度不同

(3)

(4)

其中：

y方向边界条件: (5)

由于主要分析两相邻管之间的相互影响，地板表面的边界条件简化为第三类边界条件，其中，换热系数为同时考虑对流换热及辐射换热的综合换热系数，其数学描述如下：

（6）

其中：

a t--综合换热系数,W/(m2K)

一般供冷时a t=6 W/(m2K)[6]，供暖时a t=11W/(m2K)[6]

首先，可以由图2～5比较一下考虑冷热盘管交叉排列和不考虑冷热管交叉的温度场及热流密度分布。图2～5的计算条件是：填充层60mm，管间距175mm，室内设计温度18℃。图2为供回水平均温度45℃，两相邻盘管温度相同；图3供回水温度为50/40℃，两相邻盘管温度不同。

图2和图3是温度场的比较。相同之处在于，由地板结构层底部向上温度呈现逐渐降低的趋势，而且靠近管壁处的温度变化较快，温度梯度较大；越靠近地板表面温度变化趋势越缓慢。不同之处在于，当两个管子采用相同或不同的温度计算时，温度场的对称性发生了很大的变化。两管壁温度相同时，地板内的温度场对称分布，地板面最低温度恰好发生在两管正中间，在两管正上方地板表面的温度最高，最高与最低温度差值为1.02℃左右。当两管采用不同的温度计算时，可以看到温度场发生明显的变化，地板表面温度最低值由两管正中间向低温盘管偏移，最高地板面温度值出现在高温管的正上方，最高与最低温度差在2.64℃左右。当然，图示情况是在供回水温差条件下得到的。一般而言，随着流体不断在管内的流动，两管间的温差要小于图示情况，地板表面的温差也会在此范围内1.02℃<Δt<2.64℃。

图4和图5是总热流密度的比较。同样都是在靠近两管处热流密度值较大，这是因为此处温度梯度较大的缘故，随着向地板表面的推移，热流密度逐渐变小，但是热流密度最小值不是出现在表面，而是出现在地板层靠近底部的两管中间，这是由于一方面底部的绝热层的影响，另一方面方向相反的热流在此相遇。不同之处也很明显，在两管温度一致时，最低热流密度区恰好位于两管正中间，地板表面上的最低热流密度同样发生在正中间对称区域，最高热流密度发生在管子正上方，两者相差12.62W/m2；当温度不同时，低热流区有扩大并向低温管倾斜的趋势，高低热流差值最大在31.05W/m2。

在图6～7中，反映的是两种模型的Y向和X向

的热流密度情况。较高的

Y向热流密度值都是出现在管子上方，而较高的X向热流密度值出现在两管之间的位置上。

图9～10中，qyy-两管温度不同时Y向热流密度,W/m2；qyy－两管温度不同时X向热流密度,W/m2；

qyz－两管温度不同时总热流密度,W/m2；qtz－两管温度相同时总热流密度,W/m2；qty－两管温度相同时Y向热流密度,W/m2。

如图9所示，两管温度不同时，板面最低热流密度区靠近低温管一侧，从高温盘管到达该区之前，板面总的热流密度和Y向热流密度相差比较大，经过该区后两者之间的差值变小。X方向的热流密度变化近似于正弦规律，最高热流密度出现在距离高温管约1/3处，最低热流密度出现在距离低温管1/9处，负值说明热流密度的方向发生了变化。总之，说明两管温度不同时，板内X方向的热流密度较大，因此热流密度散向室内的部分（Y向热流密度）有所降低。如图10所示，两管温度相同时，qtz和qty比较靠近，说明X方向的热流密度较小。qty曲线下方的面积就是单位长度上的地板散热量。

qty和qyy同X轴面积的差值就是管轴向单位长度的热量损失1.4W，换算为热流密度8W/m2,约占地板散热量的6.5％。

2.2计算地板背面热损失

控制方程如前所示基础上，增加30mm绝热层，考虑填加绝热层的地板背面热损失。经过计算后做结果分析。图示计算条件为管间距200mm、填充层60mm、绝热层30mm、供回水平均温度45℃、室内设计温度18℃。考虑地板向下有热损失的温度场如图11所示。可以看出由于绝热材料的导热系数相对很小，在填充层内的温度场形状没有太大的变化，在绝热层内的温度场分布明显扁平，靠近管子部分也存在高温区。由图12可以看出绝热层内基本上是深蓝色的低热流密度区，在绝热层的下表面热流密度平均值为18W/(m2)左右，而地板散向房间的热流密度为135W/(m2)左右，损失热量占总散热量的13%左右。

研究的模型大致可以代表中间层的情况，但当考虑底层房间地板层内的背向热损失时，损失率将大于13%，一般在20%左右。背向热损失影响因素有绝热层厚度、供水温度和流量、管间距等，其中较主要的是绝热层厚度，尤其在底层的房间时，必须适当加大以避免背向损失过大。

3结果分析

地板辐射系统中，当房间分别处于中间层或底层时，地板结构层的做法有一定的差异，但共同点是在盘管下都敷设了绝热材料以减少热量向地板下面的传递，并且在靠近外围护结构的地板层内敷设绝热保温层减少以向周边外环境的热损失。总的来说，计算结果表明：

（1）两管间的热量回流，两管温度相同时，qtz和qty比较靠近，说明X方向的热流密度较小。qty曲线下方的面积就是单位长度上的地板散热量。

qty和qyy同X轴面积的差值就是管轴向单位长度的热量损失，可换算为热流密度，一般约占地板散热量的6.5%左右。

（2）地板背向热损失率, 研究的模型大致可以代表中间层的情况，但当考虑底层房间地板层内的背向热损失时，损失率将大于13%，一般在20%左右。背向热损失影响因素有绝热层厚度、供水温度和流量、管间距等，其中较主要的是绝热层厚度，尤其在底层的房间时，必须适当加大以避免板下损失过大。

（3）地板周边损失率,计算热流密度周边损失率在27%～30%之间，实际工程中，靠近外围护结构的盘管长度占总盘管长度的比例和房间外墙数有直接的关系，考虑最不利情况－房间有四面外墙时，靠墙盘管所占比例也是有限的。例如，一个地板尺寸3m×4m的房间，盘管间距200mm，靠墙盘管长度约14m，供回水35℃，地板周边散热量的损失约3％；供回水温度45时，地板周边散热量的损失约2.6％。

4结论

通过本文的计算表明，在地板辐射系统中，存在着多种的热量损失途径，主要包括地板背向热损失、周边热损失和两管间的热量回流。其中以板下热损失最大，说明在采用地板辐射供暖时，如果考虑分户计量则同一建筑物的顶层底层和中间层的用户必须考虑用户间热量的传递，如果不考虑分户计量，则在设计系统时要考虑底层盘管散向地面的热量。

五、总结

查阅资料时，自己对传统地暖材料和新型地暖材料有了大概的了解，比较两者，熟悉了各自的优缺点，以及对生产资源、建筑安全性能的影响，得知大量应用新型地暖材料的迫切性和谨慎性。社会是不断发展的，技术也是不断革新的，可持续发展，节能减排的意义非同一般。

但是，由于自己的英文水平有限，不能够很好的利用网络的海量学术信息，造成自己论文内容的贫乏。今后还应该加强英语的学历，以及对引文学术文章的理解，提高的自己水平。

参考文献:

[1]王子介.地板供暖及其发展动向.暖通空调，1999，（6）：35-38.

[2] 冉春雨.塑料管地板采暖研究[D].哈尔滨.哈尔滨建筑工程学院，1988

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[4] 胡松涛，于慧俐，地板辐射供暖系统的运行工况动态仿真，暖通空调1999,(4):15-18

[5] 杨巍，张于峰，王荣光等，低温地板辐射采暖的传热模拟，全国暖通空调制冷2000年学术论文集：28-31

[6] Bohle Jugen, Klan Herbert. Design of Panel Heating and Cooling Systems, ASHRAE Trans,2000,106(1):677-683

围护结构保温材料选用及热工性能指标

附录围护结构保温材料选用及热工性能指标 附录A 屋面保温材料选用及热工性能参数 A.0.1屋面保温材料主要性能指标应符合表A.0.1的要求 表A.0.1屋面保温材料的主要性能指标 A.0.2正置式屋面的保温材料、厚度及热工性能按表A.0.2-1、表A.0.2-2确定

A.0.3倒置式屋面的保温材料、厚度及热工性能按表A.0.3-1、表A.0.3-2确定 注：倒置式屋面保温层的设计厚度按计算厚度增加25%；

A.0.4倒置式屋面采用B1级保温材料时，应按住宅单元设置防火隔断墙，防火隔断墙为厚度不小于100 mm 的不燃烧体，应从屋面板砌至高出屋面完成面不小于250mm ；防火隔断墙可利用住宅单元分隔墙延伸至屋面以上，高度不小于250mm ；防火隔断墙之间的屋顶面积不应大于300㎡，当屋面面积大于300㎡时，应增设一道防火隔断墙；防火隔断墙的泛水构造应符合屋面防水技术规范要求。 图A.0.4 屋面防火隔断墙示意图

附录B 外墙保温材料选用及热工性能参数 B.0.1 保温材料主要性能指标应符合表B.0.1的要求 表B.0.1外墙内保温材料的主要性能指标 能参数取自上海市地方标准《保温装饰复合板墙体保温系统应用技术规程》DG/TJ08-2122-2013表B.0.5 B.0.2全装修房外墙内保温的装饰面层由装修设计确定，内保温的构造组成应符合表B.0.2的规定， 2、保温材料采用硬泡聚氨酯时，应采用板材或硬泡聚氨酯龙骨固定内保温系统 3、岩棉、硬泡聚氨酯龙骨固定内保温系统的基本构造详见《外墙内保温工程技术规程》JGJ/T261-2011表6.6.1，并应符合《外墙内保温工程技术规程》JGJ/T261-2011第6.6节的规定。

传递函数的求取 (2)

传递函数的求取 一、实验内容及目的 本次实验要求如下： ○1用足够多的方法求得以下电路系统的传递函数。 ○2当在Ui上加入一个1V的输入电压时仿真出系统的输出曲线 其中Ui是输入，Uo是输出。 本次实验共用了4种方法求得传递函数，分别是利用微分方程求解、利用阻抗法求解、利用方框图化简求解、利用流图与梅森公式求解。之后用了两种方法求得输出曲线，分别是matlab程序仿真和simulink图形仿真。 实验目的是通过实践分析不同求传递函数方法的需求条件，加深对各种工具的熟练程度。 一、实验方案及内容 1、利用微分方程直接求传递函数 根据电路理论可列得下列等式： -----------------------------------------○1 -----------------------------------------○2 -----------------------------------------○3 -----------------------------------------○4 -----------------------------------------○5利用拉布拉斯变换将其转化为频域下的方程： ------------------------------------------○6 ------------------------------------------○7 ------------------------------------------○8 ------------------------------------------○9 ------------------------------------------○10解得：，即为传递函数。 2、利用阻抗法求传递函数

导热系数、传热系数、热阻值概念及热工计算方法(简述实用版)

导热系数、传热系数、热阻值概念及热工计算方法 导热系数λ[W/(m.k)]： 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度(K,℃),在1小时内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米?度(W/m?K,此处的K可用℃代替)。导热系数可通过保温材料的检测报告中获得或通过热阻计算。 传热系数K [W/(㎡?K)]： 传热系数以往称总传热系数。国家现行标准规范统一定名为传热系数。传热系数K值，是指在稳定传热条件下，围护结构两侧空气温差为1度(K，℃)，1小时内通过1平方米面积传递的热量，单位是瓦/平方米?度(W/㎡?K，此处K可用℃代替)。传热系数可通过保温材料的检测报告中获得。 热阻值R(m.k/w)： 热阻指的是当有热量在物体上传输时，在物体两端温度差与热源的功率之间的比值。单位为开尔文每瓦特（K/W）或摄氏度每瓦特（℃/W）。 传热阻： 传热阻以往称总热阻，现统一定名为传热阻。传热阻R0是传热系数K的倒数，即R0=1/K，单位是平方米*度/瓦（㎡*K/W）围护结构的传热系数K值愈小，或传热阻R0值愈大，保温性能愈好。 （节能）热工计算： 1、围护结构热阻的计算 单层结构热阻：R=δ/λ 式中：δ—材料层厚度(m)；λ—材料导热系数[W/(m.k)] 多层结构热阻：R=R1+R2+----Rn=δ1/λ1+δ2/λ2+----+δn/λn 式中: R1、R2、---Rn—各层材料热阻(m.k/w) δ1、δ2、---δn—各层材料厚度(m) λ1、λ2、---λn—各层材料导热系数[W/(m.k)] 2、围护结构的传热阻 R0=Ri+R+Re 式中: Ri —内表面换热阻(m.k/w)(一般取0.11) Re —外表面换热阻(m.k/w)(一般取0.04) R —围护结构热阻(m.k/w) 3、围护结构传热系数计算 K=1/ R0 式中: R0—围护结构传热阻 外墙受周边热桥影响条件下，其平均传热系数的计算 Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3) 式中:Km—外墙的平均传热系数[W/(m.k)] Kp—外墙主体部位传热系数[W/(m.k)]

各种保温材料的传热系数

各种保温材料的传热系数

各种保温材料的传热系数（耐火材料） 1999、12、02（制表）序号材质 1 轻质粘土砖 平均温度350±25℃ 牌号NG1.5 NG1.3a NG1.3b NG1.0 NG0.9 NG0.8 NG0.7 NG0.6 NG0.5 NG0.4 传热系数(w/m·k) 0.7 0.6 0.6 0.5 0.4 0.35 0.35 0.25 0.25 0.20 2 轻质高铝砖牌号LG1.0 LG0.9 LG0.8 LG0.7 LG0.6 LG0.5 LG0.4 传热系数(w/m·k) 0.5 0.45 0.35 0.35 0.30 0.25 0.20 3 硅藻土隔热砖 平均温度300±10℃ 牌号GG0.7a GG0.7b GG0.6 GG0.5a GG0.5b GG0.4 传热系数(w/m·k) 0.20 0.21 0.17 0.15 0.16 0.13 4 膨胀珍珠岩绝热制品 250±5℃ 牌号200 250 300 350 级别优合格优合格优合格优合格 传热系数(w/m·k) 0.056 0.060 0.064 0.068 0.072 0.076 0.080 0.087 5 中间包硅质绝热板 1000℃ 牌号体密1.3 传热系数(w/m·k) 0.45 6 普通硅酸铝耐火纤维 制品,600℃ 牌号 容重 160 传热系数(w/m·k) 0.12

几种保温材料的导热系数 （2000、02、12） 导热系数W/m?k 平均温度℃ 硅酸镁铝岩棉硅酸铝硅酸钙复合硅酸盐涂料复合硅酸毡205 0.046 0.063 0.055 0.062 0.09 / 350 0.082 0.135 0.089 0.087 0.114 / 602 0.097 / 0.116 0.180 0.186 / 硅酸镁铝与岩棉 （2000、02、12）

外墙保温材料计算75%节能标准的公式 (1)

外墙保温材料计算75%节能标准的公式通常说的建筑节能是以上世纪80年代建筑的平均能耗做基准，按每步在上一阶段的基础上提高能效30%为一个阶段。因此第一步节能是在1980-1981的基础上节约30%，通称为节能30%的标准；第二步节能是在第一步节能的基础上再节约30%，即30%+70%×30%=51%，简称为节能50%的标准；第三步节能是在第二步节能的基础上再节约30%，即50%+50%×30%=65%，简称为节能65%的标准；第四步节能是在第三步节能的基础上再节约30%，即65%+35%×30%=%，简称为节能75%的标准。目前我国住宅和公共建筑普遍执行的是节能65%的标准。北京、天津、河北、山东等地区在居住建筑方面已经开始执行节能75%的标准。这就是我们经常听说的“三步节能”“四步节能”。 那下一步实施的节能标准会是%，即在第四步的基础上再节约30%，即75%+25%×30%=%。 知道75%节能标准怎么计算的还不行，还必须了解： 50%的节能要求传热系数小于等于 65%的节能要求传热系数小于等于 75%的节能要求传热系数小于等于 那如何计算外墙保温系统传热系数且是否满足75%节能的要求？ 大致粗略计算公式：传热系数=1/墙体各层面热阻的和 ?热阻=厚度/导热系数 以HFS复合保温板现浇混凝土外墙保温系统（HFS系统）为例

HFS现浇混凝土外墙保温系统的系统组成： A级防火构造层 ?HF改性颗粒保温板厚度5CM，导热系数，热阻=÷≈ B1级保温层 ?挤塑板厚度，导热系数，热阻=÷= 粘接砂浆层 ? 厚度，导热系数，热阻=÷≈， 混凝土墙体，估计热阻为 HFS系统热阻=（防火构造层）+（保温层）+（粘接层）+（墙体）= HFS系统传热系数=1÷≈< 远远满足75%的节能要求。

保温材料导热系数

建筑材料热物理性能计算参数 顺序材料名称表观密度ρ （kg/m3） 导热系数λ [W/（m·K）] 比热容c [kJ/（kg·K）] 1 混凝土2400 1.50 1.00 2 钢筋混凝土2500 1.74 1.05 3 陶粒混凝土1500 0.77 1.05 4 加气混凝土600 0.21 0.84 5 水泥砂浆1800 0.93 1.05 6 混合砂浆1700 0.8 7 1.05 7 砖砌体1800 0.81 0.88 8 钢材7850 58.00 0.48 9 木材550 0.17 2.51 10 陶粒500 0.21 0.84 11 膨胀珍珠岩250 0.04 0.84 12 水泥珍珠岩制品400 0.07 0.84 13 蛭石制品500 0.14 0.66 14 泡沫水泥400 0.088 0.84 15 矿棉100 0.035 0.75 16 矿棉板100 0.04 0.75 17 岩棉板150 0.04 0.75 18 岩棉毡100 0.04 0.75 19 聚苯乙烯板30 0.038 1.47 20 聚氨酯泡沫塑料50 0.025 1.46 21 聚乙烯泡沫塑料100 0.047 1.38 22 钙塑120 0.049 1.59 23 软木板200 0.065 2.10 24 木丝板500 0.084 2.51 25 锯末250 0.09 2.51 26 草帘120 0.06 1.46 27 稻草垫120 0.06 1.51 28 麦桔笆320 0.09 1.51 29 芦苇板350 0.14 1.67 30 毛毡150 0.06 1.88 31 石油沥青1400 0.27 1.68 32 沥青油毡600 0.17 1.47 33 帆布1500 0.23 1.47 34 石棉水泥板1900 0.35 0.84 35 粘土2000 0.93 0.84 36 炉渣1000 0.29 0.75 37 粉煤灰1000 0.23 0.92 38 砂1600 0.87 0.84 39 石子1800 1.16 0.84 40 水1000 0.58 4.19 41 冰900 2.33 2.14 42 雪300 0.23 2.14

保温材料的导热系数

保温材料的导热系数 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度(K,°C),在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米·度(W/m·K,此处的K可用℃代替)。导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。 金属导热系数表（W/mK) 热传导系数的定义为：每单位长度、每K，可以传送多少W的能量，单位为W/mK。其中“W”指热功率单位，“m”代表长度单位米，而“K”为绝对温度单位。该数值越大说明导热性能越好。以下是几种常见金属的热传导系数表： 银429 铜401 金317 铝237 铁80 锡67 铅34.8 各种物质导热系数！ material conductivity K (W/m.K) diamond 钻石2300 silver 银429

cooper 铜401 gold 金317 aluminum 铝237 各物质的导热系数 物质温度导热系数物质温度导热系数亚麻布50 0.09 落叶松木0 0.13 木屑50 0.05 普通松木45 0.08～0.11 海砂20 0.03 杨木100 0.1 研碎软木20 0.04 胶合板0 0.125 压缩软木20 0.07 纤维素0 0.46 聚苯乙烯100 0.08 丝20 0.04～0.05 硫化橡胶50 0.22～0.29 炉渣50 0.84 镍铝锰合金0 32.7 硬质胶25 0.18 青铜30 32～153 白桦木30 0.15 殷钢30 11 橡木20 0.17 康铜30 20.9 雪松0 0.095 黄铜20 70～183 柏木20 0.1 镍铬合金20 12.3～171 普通冕玻璃20 1 石棉0 0.16～0.37 石英玻璃4 1.46 纸12 0.06～0.13 燧石玻璃32 0.795 皮棉 4.1 0.03 重燧石玻璃12.5 0.78 矿渣棉0 0.05～0.14 精制玻璃12 0.9 毡0.04 汽油12 0.11

风管保温材料及保温厚度计算

空调系统保温材料及保温厚度计算 晨怡热管2008-4-20 20:03:18 1. 保温的类型： 保热：热水系统，蒸汽管道等； 保冷：新风系统风管，冷冻水供回水管等； 2. 需保温的场合： 不保温，冷、热损耗大，且不经济时； 由于冷、热损失，使介质温度达不到要求温度，因而不能保证室内参数时； 当管道穿过室内参数要求严格的空调房间，而管道散出的冷热量对室内参数影响不利时；管道的冷表面可能结露时。 3. 空调系统常用保温材料： 岩棉 离心玻璃棉 橡塑海绵 阻燃聚乙烯泡沫塑料 硬质聚氨酯泡沫塑料

阻燃聚乙烯 泡沫塑料 220.0310.054x10-11离火自息900损害环境 硬质聚氨酯泡沫塑料330.0180.8 2.2x10-7 可燃，加 阻燃剂后 离火2s 内自息 2500 损害环境 抗老化性 能差 4. 标准中对空调保温厚度的规定： 设备及管道保温技术通则 上海市公共建筑节能设计标准 ASHARE 90.1-1999 5. 保温厚度的算法： 保冷厚度一般大于保热厚度，具保冷效果对空调系统影响较大，因而一般在设计中，按照保冷的厚度计算； 按防结露厚度计算 防结露是指要求保温后管道、设备表面湿度应大于保温层外的空气露点温度，保证绝大多数时间不结露，这也是空调系统保温的基本要求。 矩形设备、管道： 圆形管道： 按经济厚度计算 经济厚度是指保温后，全年的冷或热损失价值与保温投资的年折算价值之和为最小的保温材料厚度。

矩形风管： 圆形管道： 其中： ——保温层厚度，m； ——保温材料导热系数，w/m-k； ——保温材料外表面换热系数，w/m2-k，一般取8.14；——保温层外空气露点温度，℃； ——管内流体温度，℃； ——保温层外空气温度，℃； ——保温前管道外径，m； ——计算年限，取12年； ——单位换算系数，； ——全年输送冷媒的小时数，h； ——冷价，元/106kJ； ——保温层单位造价，元/m3； ——保温工程投资贷款分摊率，%，按复利计息，取0.15； 6. 保温厚度推荐值：

各材料的传热系数

精心整理 玻璃结构膜层位置厚度 Mm 传热系数 W/m2K 遮阳系数Ht Gain W/m2 单层玻璃 6mmC 无 5.8 5.818 0.92 630 10mmC 无9.9 5.68 0.91 612 12mmC 无12.1 5.604 0.87 570 夹层玻璃 3mmC+0.38PVB+3mmC 无 6.1 5.727 0.91 610 5mmC+0.76PVB+5mmC 无10.1 5.58 0.86 579 5mmC+0.76PVB+6mmC 无11.3 3.54 0.74 489 普通中空 6mmC+6A+6mmC 无17.9 3.109 0.829 548 6mmC+6Ar+6mmC 无17.9 2.842 0.830 547 6mmC+9A+6mmC 无20.9 2.835 0.830 547 6mmC+9Ar+6mmC 无20.9 2.624 0.831 546 6mmC+12A+6mmC 无24.0 2.700 0.831 545 6mmC+16A+6mmC 无27.9 2.691 0.831 545 6mmC+12Ar+6mmC 无24.0 2.532 0.831 545 6mmC+16Ar+6mmC 无27.9 2.547 0.831 545 12mmC+12Ar+12mmc 无36.3 2.450 0.830 482 双中空玻璃 6mmC+6A+6mmC+6A+6mmC 无29.9 2.142 0.730 478 6mmC+6Ar+6mmC+6Ar+6mmC 无29.9 1.902 0.731 478 6mmC+9A+6mmC+9A+6mmC 无35.9 1.893 0.731 478 6mmC+9Ar+6mmC+9Ar+6mmC无35.9 1.7120.732477 6mmC+12Ar+6mmC+12Ar+6mmC无41.9 1.6130.732477单Low-E中空玻璃 6mmC+6A+6mmL0.16 3 17.9 2.516 0.771 506 6mmC+6Ar+6mmL0.16 3 17.9 2.082 0.777 507 6mmC+9A+6mmL0.16 3 20.9 2.084 0.777 507 6mmC+9Ar+6mmL0.16 3 20.9 1.731 0.782 507 6mmC+12A+6mmL0.16 3 24.0 1.890 0.780 507 6mmC+12Ar+6mmL0.16324.0 1.6160.785508 6mmC+12Ar+6mmL0.027 3 23.9 1.329 0.538 349 6mmC+12Ar+6mmL0.027 2 23.9 1.329 0.420 279 6mmC+12Ar+6mmL0.16 2 24.0 1.616 0.723 469 6mmC+16A+6mmL0.16 3 27.9 1.920 0.784 508 6mmC+16Ar+6mmL0.16 2 27.9 1.685 0.723 467 6mmC+16Ar+6mmL0.16327.9 1.6850.787508双Low-E中空玻璃

导热系数的影响因素

导热系数的影响因素 1、温度 温度对各类绝热材料导热系数均有直接影响，温度提高，材料导热系数上升。 2、含湿率 所有的保温材料都具有多孔结构，容易吸湿。当含湿率大于5%~10%，材料吸湿后湿分占据了原被空气充满的部分气孔空间，引起其有效导热系数明显升高。 3、容重（单位容积内物体的重量） 容重是材料气孔率的直接反映，由于气相的导热系数 ．．．．． ．．固相导热系 ．．．．．．．通常均 ．．．小于 数．，所以保温材料都具有很大的气孔率即很小的容重。一般情况下，增大气孔率或减少容重都将导致导热系数的下降。 4、松散材料的粒度 常温时，松散材料的导热系数随着材料粒度减小而降低，粒度大时，颗粒之间的空隙尺寸增大，其间空气的导热系数必然增大。粒度小者，导热系数的温度系数小。 5、热流方向 导热系数与热流方向的关系，仅仅存在于各向异性的材料中，即在各个方向 时要好 的要好 气孔质材料又进一步分成固体物质中有气泡和固体粒子相互轻微接触两种。纤维质材料从排列状态看，分为方向与热流向垂直和纤维方向与热流向平行两种情况。一般情况下纤维保温材料的纤维排列是后者或接近后者，同样密度条件下，其导热系数要比其它形态的多孔质保温材料的导热系数小得多。 6、填充气体的影响 绝热材料中，大部分热量是从孔隙中的气体传导的。因此，绝热材料的热导率在很大程度上决定于填充气体的种类。低温工程中如果填充氦气或氢气，可作为一级近似，认为绝热材料的热导率与这些气体的热导率相当，因为氦气和氢气的热导率都比较大。

7、比热容 绝热材料的比热容对于计算绝热结构在冷却与加热时所需要冷量（或热量）有关。在低温下，所有固体的比热容变化都很大。 在常温常压下，空气的质量不超过绝热材料的5%，但随着温度的下降，气体所占的比重越来越大。因此，在计算常压下工作的绝热材料时，应当考虑这一因素。 8、线膨胀系数 计算绝热结构在降温（或升温）过程中的牢固性及稳定性时，需要知道绝热材料的线膨胀系数。如果绝热材料的线膨胀系数越小，则绝热结构在使用过程中受热胀冷缩影响而损坏的可能性就越小。大多数绝热材料的线膨胀系数值随温度下降下降而显著下降。

常用保温材料的导热系数与蓄热系数计算取值表

常用保温材料的导热系数与蓄热系数计算取值表 什么样的保温材料耐高温绝热保温性能好 1，绝热保温材料概述

根据设备及管道保温技术通则，绝热材料是指在平均温度等于或小于623K（350摄氏度）时，热导率小于0.14W/（m*K）的材料。绝热材料通常具有质轻、疏松、多孔、导热系数小的特点。一般用来防止热力设备及管道热量散失，或者在冷冻（也称普冷）和低温（也称深冷）下使用，因而在我国绝热材料又称为保温或保冷材料。同时，由于绝热材料的多孔或纤维状结构具有良好的吸声功能，因而也被广泛应用于建筑行业。 1.1分类方法 绝热材料种类繁多，一般可按材质、使用温度、形态和结构来分类。 按材质可分为有机绝热材料、无机绝热材料和金属绝热材料三类。 热力设备及管道用的保温材料多为无机绝热材料。这类材料具有不腐烂、不燃烧、耐高温等特点。例如：石棉、硅藻土、珍珠岩、玻璃纤维、泡沫玻璃混凝土、硅酸钙等。 普冷下的保冷材料多用有机绝热材料，这类材料具有极小的导热系数、耐低温、易燃等特点。例如：聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、氨酯泡沫塑料、软木等。 按形态又可分为多孔状绝热泪盈眶材料、纤维状绝热泪盈眶材料、粉末状绝热和层状绝热材料四种。多孔状绝热材料又叫泡沫绝热材料，具有质量轻、绝热性能好、弹性好、尺寸稳定、耐稳性差等特点。主要有泡沫塑料、泡沫玻璃、泡沫橡胶、硅酸钙、轻质耐火材料等。纤维状绝热材料可按材质分为有机纤维、无机纤维、金属纤维和复合纤维等。在工业上用作绝热泪盈眶材料的主要是无机纤维，目前用得最广的纤维是石棉、岩棉、玻璃棉、硅酸铝陶瓷纤维、晶质氧化铝纤维等。粉末状绝热材料主要有硅藻土、膨胀珍珠岩及其制品。这些材料的原料来源丰富，价格便宜，是建筑和热工设备上应用较广的高效绝热材料。 1.2性能指标和一般选用原则 (1)导热系数:作为绝热泪盈眶材料,导热系数应越小越好,一般应选用导热系数小于 0.14W/m*K，作为保冷的绝热材料，对导热系数的要求更高。

常见材料导热系数(史上最全版)汇总

导热率K是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力，又称为热导率，单位为W/mK。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。不同成分的导热率差异较大，导致由不同成分构成的物料的导热率差异较大。单粒物料的导热性能好于堆积物料。 稳态导热：导入物体的热流量等于导出物体的热流量，物体内部各点温度不随时间而变化的导热过程。 非稳态导热：导入和导出物体的热流量不相等，物体内任意一点的温度和热含量随时间而变化的导热过程，也称为瞬态导热过程。 导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K,°C）,在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，用λ表示，单位为瓦/米·度 导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。 通常把导热系数较低的材料称为保温材料(我国国家标准规定，凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于0.12W/(m·K)的材料称为保温材料），而把导热系数在0.05瓦/米摄氏度以下的材料称为高效保温材料。 导热系数高的物质有优良的导热性能。在热流密度和厚度相同时，物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差，随导热系数增大而减小。锅炉炉管在未结水垢时，由于钢的导热系数高，钢管的内外壁温差不大。而钢管内壁温度又与管中水温接近，因此，管壁温度（内外壁温度平均值）不会很高。但当炉管内壁结水垢时，由于水垢的导热系数很小，水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大，从而把管壁金属温度迅速抬高。当水垢厚度达到相当大（一般为1~3毫米）后，会使炉管管壁温度超过允许值，造成炉管过热损坏。对锅炉炉墙及管道的保温材料来讲，则要求导热系数越低越好。一般常把导热系数小于0。8x10的3次方瓦/（米时·摄氏度）的材料称为保温材料。例如石棉、珍珠岩等填缝导热材料有:导热硅脂、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片、导热双面胶等。主要作用是填充发热功率器件与散热片之间的缝隙，通常看似很平的两个面,其实接触面积不到40%,又因为空气是不良导热体，导热系数仅有0.03w/m.k,填充缝隙就是用导热材料填充缝隙间的空气. 傅力叶方程式： Q=KA△T/d, R=A△T/Q Q: 热量，W K: 导热率，W/mk A：接触面积 d: 热量传递距离△T：温度差 R: 热阻值 将上面两个公式合并，可以得到 K=d/R。因为K值是不变的，可以看得出热阻R值，同材料厚度d是成正比的。也就说材料越厚，热阻越大。 但如果仔细看一些导热材料的资料，会发现很多导热材料的热阻值R，同厚度d并不是完全成正比关系。这是因为导热材料大都不是单一成分组成，相应会有非线性变化。厚度增加，热阻值一定会增大，但不一定是完全成正比的线性关系，可能是更陡的曲线关系。 实际这是不可能的条件。所以测试并计算出来的热阻值并不完全是材料本身的热阻值，应该是材料本身的热阻值+所谓接触面热阻值。因为接触面的平整度、光滑或者粗糙、以及安装紧固的压力大小不同，就会产生不同的接触面热阻值，也会得出不同的总热阻值。 所以国际上流行会认可设定一种标准的测试方法和条件，就是在资料上经常会看到的ASTM D5470。这个测试方法会说明进行热阻测试时候，选用多大的接触面积A，多大的热量值Q，以及施加到接触面的压力数值。大家都使用同样的方法来测试不同的材料，而得出的结果，才有相比较的意义。 通过测试得出的热阻R值，并不完全是真实的热阻值。物理科学就是这样，很多参数是无法真正的量化的，只是一个“模糊”的数学概念。通过这样的“模糊”数据，人们可以将一些数据量化，而用于实际应用。此处所说的“模糊” 是数学术语，“模糊”表示最为接近真实的近似。

保温材料热工性能指标

实用标准文档 附录围护结构保温材料选用及热工性能指标 附录A 屋面保温材料选用及热工性能参数 A.0.1 屋面保温材料主要性能指标应符合表A.0.1的要求 A.0.2正置式屋面的保温材料、厚度及热工性能按表A.0.2-1、表A.0.2-2确定 构造示意图1 2 3 4 5 6 7

A.0.2-2正置式坡屋面的保温材料、厚度及热工性能 构造示意图1 2 3 4 5 6 7 A.0.3倒置式屋面的保温材料、厚度及热工性能按表A.0.3-1、表A.0.3-2确定 构造示意图1 2 3 4 5 6

注：倒置式屋面保温层的设计厚度按计算厚度增加25%； 构造示意图 1 2 3 4 5 6 A.0.4倒置式屋面采用B1级保温材料时，应按住宅单元设置防火隔断墙，防火隔断墙为厚度不小于100 mm的不燃烧体，应从屋面板砌至高出屋面完成面不小于250mm；防火隔断墙可利用住宅单元分隔墙延伸至屋面以上，高度不小于250mm；防火隔断墙之间的屋顶面积不应大于300㎡，当屋面面积大于300㎡时，应增设一道防火隔断墙；防火隔断墙的泛水构造应符合屋面防水技术规范要求。 图A.0.4 屋面防火隔断墙示意图

附录B 外墙保温材料选用及热工性能参数 B.0.1 保温材料主要性能指标应符合表B.0.1的要求 性能参数取自上海市地方标准《保温装饰复合板墙体保温系统应用技术规程》DG/TJ08-2122-2013表B.0.5 B.0.2全装修房外墙内保温的装饰面层由装修设计确定，内保温的构造组成应符合表B.0.2的规定， 构造示意图(本图仅供示意，非节点详图) 1) 2) 3 4 5 2、保温材料采用硬泡聚氨酯时，应采用板材或硬泡聚氨酯龙骨固定内保温系统 3、岩棉、硬泡聚氨酯龙骨固定内保温系统的基本构造详见《外墙内保温工程技术规程》JGJ/T261-2011表6.6.1，并应符合《外墙内保温工程技术规程》JGJ/T261-2011第6.6节的规定。

连续传递函数离散化的方法与原理

目录 第一章模拟化设计基础1第一节步骤1第二节在MATLAB中离散化3第三节延时e-Ts环节的处理5第四节控制函数分类6第二章离散化算法10摘要10比较11第一节冲击响应不变法(imp,无保持器直接z变换法) 11第二节阶跃响应不变法(zoh,零阶保持器z变换法) 11第三节斜坡响应不变法(foh,一阶保持器z变换法) 11第四节后向差分近似法12第五节前向差分近似法14第六节双线性近似法(tustin) 15第七节预畸双线性法(prevarp) 17

第八节零极点匹配法(matched) 18第三章时域化算法19第一节直接算法1—双中间变量向后递推19第二节直接算法2—双中间变量向前递推20第三节直接算法3—单中间变量向后递推21第四节直接算法4—单中间变量向前递推(简约快速算法) 21第五节串联算法22第六节并联算法23第四章数字PID控制算法24第一节微分方程和差分方程25第二节不完全微分25第三节参数选择26第四节 c51框架27第五章保持器33第一节零阶保持器33第二节一阶保持器30附录两种一阶离散化方法的结果的比较31

第一章模拟化设计基础 数字控制系统的设计有两条道路，一是模拟化设计，一是直接数字设计。如果已经有成熟的模拟控制器，可以节省很多时间和部分试验费用，只要将模拟控制器离散化即可投入应用。如果模拟控制器还不存在，可以利用已有的模拟系统的设计经验，先设计出模拟控制器，再进行离散化。 将模拟控制器离散化，如果用手工进行，计算量比较大。借助数学软件MATLAB控制工具箱，可以轻松地完成所需要的全部计算步骤。如果需要的话，还可以使用MATLAB的SIMULINK 工具箱，进行模拟仿真。 第一节步骤 步骤1 模拟控制器的处理 在数字控制系统中，总是有传输特性为零阶保持器的数模转换器（DAC），因此，如果模拟控制器尚未设计，则应以下图的方式设计模拟控制器，即在对象前面加上一个零阶保持器， 形成一个新对象 Ts 1e G s s () - -，然后针对这个新对象求模拟控制器D(s)。事实上，模拟控制器 一般是已经设计好的，无法或不方便更改了，离散化后的系统只好作为近似设计了。 然而，按照上述思路，可否将已有的控制器除以一个零阶保持器再离散化呢？还没有这方面的实际经验。 以下假设选定的G(s)，D(s)如下图，而且不对G(s)作添加保持器的预处理。 步骤2 离散化模拟控制器 离散化模拟控制器之前，先要确定离散化算法和采样时间。离散化算法有好几种，第二章中有详细的论述，现假定采用双线性变换法。确定采样时间，需要考虑被控对象的特性，

传递函数的求取

一、实验内容及目的 本次实验要求如下： ○1用足够多的方法求得以下电路系统的传递函数。 ○2当在Ui上加入一个1V的输入电压时仿真出系统的输出曲线 其中Ui是输入，Uo是输出。 本次实验共用了4种方法求得传递函数，分别是利用微分方程求解、利用阻抗法求解、利用方框图化简求解、利用流图与梅森公式求解。之后用了两种方法求得输出曲线，分别是matlab程序仿真和simulink图形仿真。 实验目的是通过实践分析不同求传递函数方法的需求条件，加深对各种工具 的熟练程度。 一、实验方案及内容 1、利用微分方程直接求传递函数 根据电路理论可列得下列等式： -----------------------------------------○1 -----------------------------------------○2 -----------------------------------------○3 -----------------------------------------○4 -----------------------------------------○5 利用拉布拉斯变换将其转化为频域下的方程： ------------------------------------------○6 ------------------------------------------○7 ------------------------------------------○8 ------------------------------------------○9 ------------------------------------------○10解得：，即为传递函数。 2、利用阻抗法求传递函数

导热系数表

金属导热系数表（W/mK)： 银429 铜401 金317 铝237 铁80 锡67 铅34.8 常用材料导热系数(20℃)——λ(w/m.k)晨怡热管2008-5-2 15:03:49 名称λ(w/m.k) F4、F460.19~0.25 聚苯乙烯0.04 PVC0.14~0.15 PP0.21~0.26 PE0.42 有机玻璃0.14~0.20 泡沫0.045 木材(横) 0.14~0.17 (纵) 0.38 散珍珠岩0.042~0.08 水泥珍珠岩0.07~0.09 石棉0.15

混凝土 1.28 85%MgO0.07 玻璃0.52~1.01 水垢 1.3~3.1 搪瓷0.87~1.16 耐火砖 1.06 普通砖0.7~0.8 银419 锌112 钛14.63 锡64 铅35 镍90 钢36~54 铸铁42~90 钝铜381 黄铜118 青铜71 纯铝218 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 铸铝138~147 不锈钢17

空气 温度[10^-2(w/m.k)] 100K0.93 150K 1.38 200K 1.80 250K 2.21 300K 2.62 350K 3.00 400K 3.38 水 温度w/m.k 0℃0.50 10℃0.58 20℃0.60 30℃0.62 40℃0.64 50℃0.65 60℃0.66 70℃0.67 80℃0.68 水蒸汽0.023 硫酸 5~25%0.51~0.47

25~50%0.47~0.41 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 导热系数导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K,°C）,在1小时内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米?度（W/m?K,此处的K可用°C代替）。导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。 通常把导热系数较低的材料称为保温材料，而把导热系数在0.05瓦/米?度以下的材料称为高效保温材料。 金属的热传导系数表： 银429 铜401 金317 铝237 铁80 锡67 铅34.8 各种物质导热系数！ material conductivity K (W/m.K) diamond 钻石2300 silver 银429 cooper 铜401 gold 金317 aluminum 铝237 各物质的导热系数

保温材料导热系数105648589

导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度(K,°C),在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米·度(W/m·K,此处的K可用℃代替)。导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。 金属导热系数表（W/mK) 热传导系数的定义为：每单位长度、每K，可以传送多少W的能量，单位为W/mK。其中“W”指热功率单位，“m”代表长度单位米，而“K”为绝对温度单位。该数值越大说明导热性能越好。以下是几种常见金属的热传导系数表： 银429 铜401 金317 铝237 铁80 锡67 铅34.8 各种物质导热系数！ material conductivity K (W/m.K) diamond 钻石2300 silver 银429 cooper 铜401 gold 金317 aluminum 铝237 各物质的导热系数 物质温度导热系数物质温度导热系数 亚麻布50 0.09 落叶松木0 0.13 木屑50 0.05 普通松木45 0.08～0.11 海砂20 0.03 杨木100 0.1 研碎软木20 0.04 胶合板0 0.125 压缩软木20 0.07 纤维素0 0.46 聚苯乙烯100 0.08 丝20 0.04～0.05 硫化橡胶50 0.22～0.29 炉渣50 0.84 镍铝锰合金0 32.7 硬质胶25 0.18 青铜30 32～153 白桦木30 0.15 殷钢30 11 橡木20 0.17 康铜30 20.9 雪松0 0.095 黄铜20 70～183 柏木20 0.1 镍铬合金20 12.3～171 普通冕玻璃20 1 石棉0 0.16～0.37 石英玻璃4 1.46 纸12 0.06～0.13 燧石玻璃32 0.795 皮棉4.1 0.03 重燧石玻璃12.5 0.78 矿渣棉0 0.05～0.14 精制玻璃12 0.9 毡0.04 汽油12 0.11 蜡0.04 凡士林12 0.184