计算传热学程序设计

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传热学编程(显式和隐式格式)

传热学编程(显式和隐式格式)

传热学编程热动102班学号:********** 姓名:***第一部分隐式格式求解1C语言程序求解#include<stdio.h>#define N 11#define K 121float absf(float x){if(x<0)x = (-1)*x;return x;}main(){int i,j,l;int n; /* 迭代次数*/float a,x,y,Fo,Bi,tmp,max,eeee=0.0000001;float t[N][K];y=15;/*y代表Δτ取时间步长为15秒*/x=0.1/(N-1);a=1.39/100000;Fo=(a*y)/(x*x);Bi=1163*x/50;/*赋予初场温度为80摄氏度*/for(i=0;i<N;i++)for(j=0;j<K;j++)t[i][j]=80;/* 迭代计算*/for(n=0;;n++){max=0;for(j=0;j<K-1;j++){for(i=0;i<N-1;i++){tmp=t[i][j+1];if(i==0)t[i][j+1]=(Fo*(t[i+1][j+1]+t[i+1][j+1])+t[i][j])/(1+2*Fo);/*当计算t[0]时,要用到t[-1],其中t[-1]=t[1]的(对称分布)*/elset[i][j+1]=(Fo*(t[i-1][j+1]+t[i+1][j+1])+t[i][j])/(1+2*Fo);t[N-1][j+1]=(t[N-1][j]+2*Fo*(t[N-2][j+1]+Bi*300))/(1+2*Fo+2*Fo*Bi);/*边界点温度用热平衡法推导出公式*/if( absf(t[i][j+1]-tmp) > max )max = absf(t[i][j+1]-tmp);}}if(max<=eeee)break;}/*输出温度分布,其中l控制输出值的排列;这个结果是横轴为x,纵轴为τ的直角坐标下从左上角开始依次的*/printf("\n经数值离散计算的温度分布为(隐式差分格式):\n");l=0;for(j=K-1;j>=0;j-=20)for(i=N-1;i>=0;i--){printf("%6.2f ",t[i][j]);l=l+1;if(l==N){printf("\n");l=0;}}}2输出结果3利用MATLAB软件绘图(1)MATLAB绘图语言x=0.0:0.01:0.1;y30=[294.91 293.76 292.69 291.71 290.83 290.07 289.43 288.93 288.57 288.35288.27];y25=[291.46 289.53 287.73 286.08 284.61 283.33 282.27 281.42 280.81 280.44280.32];y20=[285.67 282.43 279.41 276.64 274.18 272.03 270.24 268.82 267.80 267.18266.97]y15=[275.95 270.51 265.44 260.80 256.66 253.06 250.05 247.68 245.95 244.91244.56]y10=[259.64 250.51 242.00 234.22 227.26 221.23 216.18 212.19 209.30 207.55206.97]y05=[231.95 216.57 202.28 189.27 177.70 167.69 159.36 152.79 148.06 145.20144.24]y=[y30;y25;y20;y15;y10;y05];plot(x,y)>> text(0.1,288.27,'30 min') >> text(0.1,280.32,'25 min') >> text(0.1,266.97,'20 min') >> text(0.1,244.56,'15 min') >> text(0.1,206.97,'10 min') >> text(0.1,144.24,'5 min')(2)平板中温度的瞬态分布图线0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.1140160180200220240260280300显式格式求解1C语言程序求解#include<stdio.h>#define N 11#define K 6001main(){int i,j,l;float a,x,y,Fo,Bi;float t[N][K];y=0.3;/*y代表Δτ*/x=0.1/(N-1);a=1.39/100000;Fo=(a*y)/(x*x);Bi=1163*x/50;printf("\n显式格式条件:");printf("\n1、Fo=%3.3f<0.5\t",Fo);printf("\t2、1-2Fo*Bi-2Fo=%4.6f>0\n\n",1-2*Fo*Bi-2*Fo);/*时刻为零时,赋予初场温度*/for(i=0;i<N;i++)t[i][0]=80;/*循环开始,每次计算一个时刻*/for(j=0;j<K-1;j++){for(i=0;i<N;i++){for(i=0;i<N-1;i++){if(i==0)t[i][j+1]=Fo*(t[i+1][j]+t[i+1][j])+(1-2*Fo)*t[i][j];/*当计算t[0]时,要用到t[-1],其中t[-1]=t[1]的(对称分布)*/elset[i][j+1]=Fo*(t[i+1][j]+t[i-1][j])+(1-2*Fo)*t[i][j];t[N-1][j+1]=t[N-1][j]*(1-2*Fo*Bi-2*Fo)+2*Fo*t[N-2][j]+2*Fo*Bi*300;/*边界点温度用热平衡法推导出公式*/}}}/*输出温度分布,其中l控制输出值的排列;这个结果是横轴为x,纵轴为τ的直角坐标下从左上角开始依次的*/printf("\n经数值离散计算的温度分布为(显式差分格式):\n");l=0;for(j=K-1;j>=0;j-=1000)for(i=N-1;i>=0;i--){printf("%6.2f ",t[i][j]);l=l+1;if(l==N){printf("\n");l=0;}}}2输出结果3利用MATLAB软件绘图(1)MATLAB绘图语言>> x=0.0:0.01:0.1;y30=[295.12 294.01 292.98 292.04 291.20 290.47 289.86 289.38 289.03 288.82 288.75] y25=[291.75 289.88 288.15 286.56 285.13 283.90 282.87 282.05 281.46 281.10 280.98] y20=[286.06 282.91 279.97 277.28 274.88 272.79 271.05 269.67 268.67 268.07 267.87] y15=[276.45 271.12 266.15 261.61 257.55 254.02 251.08 248.75 247.06 246.04 245.70] y10=[260.20 251.19 242.79 235.12 228.26 222.31 217.33 213.39 210.54 208.82 208.24] y05=[232.58 217.33 203.14 190.20 178.65 168.65 160.31 153.72 148.96 146.09 145.12] y=[y30;y25;y20;y15;y10;y05];>> grid>> text(0.1,288.75,'30 min')>> text(0.1,280.98,'25 min')>> text(0.1,276.87,'20 min')>> plot(x,y)>> text(0.1,288.75,'30 min')>> text(0.1,280.98,'25 min')>> text(0.1,267.87,'20 min')>> text(0.1,245.70,'15 min')>> text(0.1,208.24,'10 min')>> text(0.1,145.12,'5 min')(2)平板中温度的瞬态分布图线0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.1140160180200220240260280300。

传热学课程设计

传热学课程设计

处理量为2108.5 吨/年正戊烷冷却器的工艺设计课 程 设 计 报 告2014年 1 月 15 日目录一、概述 (4)二、正戊烷冷凝器的工艺设计任务书 (6)1.设计名称 (6)2.设计条件 (6)三、正戊烷冷凝器的工艺设计指导书 (7)1.设计目的 (7)2.设计的指导思想 (7)3.设计要求 (7)4.设计课题工程背景 (7)四、正戊烷冷凝器的工艺设计报告 (8)1.设计题目 (8)2.设计目的 (8)3.课题条件 (8)4.设计描述 (8)5.热力学计算 (9)5.1物性数据的确定 (9)5.2估算传热面积 (10)5.3工艺尺寸计算 (10)5.4面积核算 (11)5.5压降校核 (13)5.6设计计算结果汇总表 (15)5.7 列管换热器工艺图 (15)5.8设计结果评价,心得 (16)五、参考文献 (17)3一、概述换热器是化工厂中重要的化工设备之一,换热器的类型很多,特点不一,可根据生产工艺要求进行选择。

在换热器设计中,首先应根据工艺要求选择适用的类型,然后计算换热所需传热面积,并确定换热器的结构尺寸。

换热器按用途不同可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器、过热器等。

依据传热原理和实现热交换的方法可分为间壁式、混合式、蓄热式三类。

其中间壁式换热器应用最广泛,按照传热面的形状和结构特点又可分为管壳式换热器、板面式换热器和扩展表面式换热器。

在换热器中至少要有两种温度不同的流体,一种流体温度较高,放出热量;另一种流体则温度较低,吸收热量。

随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发和节约的要求不断提高,因而对换热器的要求也日益加强。

传热器的结构分类完善的换热器在设计或选型时应满足以下各项基本要求:(1)合理地实现所规定的工艺条件传热量、流体热力学参数(温度、压力、流量、相态等)与物理化学性质是工艺过程所规定的条件。

根据这些条件进行计算,经过反复比较,使所设计的换热器具有尽可能小的传热面积,在单位时间内传递尽可能多的热量。

计算传热学7-1例题编程

计算传热学7-1例题编程

计算传热学7-1例题编程由于没有提供具体的例题,我这里以一个简单的例子进行编程:计算一个半径为5cm的球体在30秒内从100摄氏度降到50摄氏度的冷却过程中,球体内每一时刻的温度值,球体的导热系数为0.05。

首先,需要找到球体内每一时刻的温度变化率。

根据热传导方程,温度变化率$dT/dt$与导热系数$K$、球体的半径$r$、球体内每一时刻的温度$T$、球体的质量$m$、球体的比热容$c$、球体的表面积$A$有关,计算公式如下:$dT/dt = -(K/(mr*c))*(A/(4*pi*r^2))*(T-T0)$其中,$T0$为环境温度,本例中为50摄氏度。

可以将上述公式转化为程序:```pythonimport mathK = 0.05 #导热系数r = 0.05 #半径,单位为米m = (4/3)*math.pi*pow(r,3)*7850 #质量,假设密度为7850kg/m^3c = 480 #比热容,单位为J/(kg*K)A = 4*math.pi*pow(r,2) #表面积T0 = 50 #环境温度T = 100 #初始温度t = 0 #初始时间dt = 0.1 #时间间隔,单位为秒while t <= 30:dTdt = -(K/(m*c))*(A/(4*math.pi*pow(r,2)))*(T-T0)T = T + dTdt*dtt = t + dtprint("Time:", t, "Temperature:", round(T,2))```执行上述程序,可以得到每时刻的温度值输出结果,单位为摄氏度。

根据该程序,可以修改参数来计算不同条件下的传热过程。

传热学课程设计报告

传热学课程设计报告

传热学课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握传热学基础知识,包括热传导、对流和辐射的基本原理;2. 使学生了解实际工程中的传热问题,学会运用传热学理论解决简单实际问题;3. 培养学生运用传热学公式和计算方法进行传热过程分析和计算的能力。

技能目标:1. 培养学生运用数学和物理知识解决传热问题的能力;2. 培养学生运用实验方法和实验设备进行传热实验的能力;3. 培养学生运用计算机软件进行传热模拟和仿真的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对传热学领域的兴趣,激发学生探索科学技术的热情;2. 培养学生具备良好的团队合作精神,学会在团队中分享和交流;3. 培养学生关注传热学在节能减排、环境保护等方面的应用,增强学生的社会责任感。

课程性质分析:本课程为物理学科传热学部分,旨在帮助学生建立传热学基本概念,掌握传热过程的分析和计算方法,培养解决实际传热问题的能力。

学生特点分析:学生为高中年级学生,具备一定的数学和物理基础,对科学实验和计算机仿真有一定的兴趣。

教学要求:1. 结合课本内容,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力;2. 采用启发式教学,引导学生主动思考,培养学生的创新意识;3. 注重过程性评价,关注学生的学习过程和实际表现,及时给予指导和鼓励。

二、教学内容1. 热传导理论:热传导的基本定律、导热系数、稳态和非稳态热传导;2. 对流换热:对流换热的机理、边界层理论、Nu数和Re数的计算;3. 辐射换热:黑体辐射、实际物体辐射、辐射换热的计算方法;4. 传热过程分析:复合传热、传热过程控制方程、数值解法;5. 传热应用实例:家用电器、工业设备、建筑节能等领域的传热问题分析;6. 实验教学:稳态热传导实验、对流换热实验、辐射换热实验;7. 计算机仿真:运用传热软件进行传热过程的模拟和计算。

教学内容安排和进度:第一周:热传导理论及稳态热传导计算;第二周:非稳态热传导计算、对流换热基本概念;第三周:对流换热计算、Nu数和Re数的应用;第四周:辐射换热理论、黑体辐射与实际物体辐射;第五周:辐射换热计算、传热过程分析;第六周:传热应用实例、稳态热传导实验;第七周:对流换热实验、辐射换热实验;第八周:计算机仿真教学与实践。

计算传热学程序设计

计算传热学程序设计

中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院热能与动力工程系《计算传热学程序设计》设计报告学生姓名:学号:专业班级:指导教师2012年 7 月 7 日1、设计题目有一房屋的砖墙厚δ=0.3 m ,λ=0.85 W/(m·℃),ρc=1.05×106 J/( m3·K),室内温度T f1保持20℃不变,表面传热系数h1=6W/(m2·℃).开始时墙的温度处于稳定状态,内墙表面温度Tw1为15℃寒潮入侵后,室外温度T f2下降为—10℃,外墙的表面传热系数为35W/(m2·℃).试分析寒潮入侵后多少时间内墙壁面方可感受到外界气温的变化。

图1 墙壁简化图1.1已知参数壁厚,墙壁导热系数,密度与比热容的乘积,室内和寒潮入侵后室外空气温度,室内空气和外墙的表面传热系数,开始时稳定状态下的内墙表面温度.1.2 求解寒潮入侵多少时间后内墙壁面可感受到外界气温的变化?2 物理与数学模型2。

1 物理模型该墙面为常物性,可以假设:(1)其为无限大平面,(2)只有在厚度方向传热,没有纵向传热,则该问题转化为一维常物性无限大平面非稳态导热问题。

2。

2 数学模型以墙外表面为坐标原点,沿厚度方向为坐标正方向,建立坐标系。

基于上述模型,取其在x 方向上的微元作为研究对象,则该问题的数学模型可描述如下:T ()T cx x ρλτ∂∂∂=∂∂∂ (1a)初始条件:(1b)在两侧相应的边界条件是第三类边界条件,分别由傅立叶定律可描述如下: 左边界:0202()x f x T h T T X==∂-λ=-∂ (1c)右边界:11()x f x T h T T X=δ=δ∂-λ=-∂ (1d )3 数值处理与程序设计3。

1 数值处理采用外点法用均匀网格对求解区域进行离散化,得到的网格系统如图2所示。

一共使用了0~N-1共N 个节点.节点间距δx 为:图2 墙壁内的网格划分此例中墙壁导热系数为常值,无源项。

matlab传热计算程序

matlab传热计算程序

matlab传热计算程序
传热计算在工程学和科学领域中是一个重要的应用。

Matlab是一个功能强大的工程计算软件,可以用于传热计算。

在Matlab中,你可以使用各种方法来进行传热计算,比如有限元法、差分法、有限体积法等。

以下是一些常见的传热计算程序的示例:
1. 热传导方程求解,你可以编写一个Matlab程序来求解热传导方程,根据给定的边界条件和初始条件,使用差分法或有限元法来离散方程,并进行时间步进求解,得到温度场的分布。

2. 对流换热计算,对于流体内部的对流换热问题,你可以编写一个Matlab程序来求解Navier-Stokes方程和能量方程,结合有限体积法来进行流场和温度场的耦合求解。

3. 辐射换热计算,针对辐射换热问题,你可以编写一个Matlab程序来计算辐射传热,比如使用辐射传热方程和辐射传热模型,结合离散方法进行求解。

4. 传热系统优化,除了单一的传热计算,你还可以使用Matlab进行传热系统的优化设计,比如通过建立传热模型和耦合其
他工程模型,使用优化算法来寻找最优的传热系统设计参数。

总之,Matlab提供了丰富的工具和函数,可以用于传热计算的各个方面。

通过编写程序,你可以灵活地进行传热计算,并且可以根据具体的问题需求进行定制化的计算和分析。

希望这些信息对你有所帮助。

肋片散热分析—计算传热学课程设计

肋片散热分析—计算传热学课程设计

中国石油大学(华东)储建学院热能与动力工程系《计算传热学程序设计》设计报告学生姓名:龚波学号:08123217专业班级:热能与动力工程08-2班指导教师:黄善波2011年 7 月 5 日1 设计题目在工程实际中,往往需要增加(对流)传热量,应用比较广泛的较为有效的一种方法就是增加换热面积,即采用肋片—在材料消耗量增加较少的条件下能较多地增大换热面积。

在一些换热设备中,肋片得到了广泛地应用,如制冷装置的冷凝器、散热器、空气加热器等等。

1.1 设计题目某等截面圆柱形直肋,设肋端是绝热的。

试分析在一定的金属消耗量下,为使肋片的散热量达到最大时所需要的肋片尺寸,并分析肋片的材料、表面传热系数对该尺寸的影响。

1.2 已知参数为了求得数值结果和利用结果进行分析,现给定题目相关已知量,包括肋片材料导热系数λ=λοk(T)=400(1+0.0035T),肋基温度T w=95℃,肋表度黑度ε=0.80,周围空气温度T f=20℃,环境辐射温度T s=15℃,肋表面空气的表面换热系数h c=8W/(m2•℃)。

2 物理与数学模型2.1 物理模型发生在肋片的导热过程严格地说是多维的。

如图1所示,暴露于恒温流体的圆柱肋片(肋高为L,直径为D)。

由于圆柱直肋各处受热均匀,再加上肋片通常是由金属材料制成的,导热系数比较大,可以想象肋片内温度将仅沿肋高方向发生明显变化,再直径方向上变化相比很小。

因此,假设该圆柱直肋在同一截面上温度相同,则该问题可转化为等截面直肋一维稳态导热问题。

t/d x=0图1 圆柱肋片物理模型图2.2 数学模型以肋基为坐标原点,圆柱肋片厚度方向为坐标正方向,建立坐标系如图2所示。

基于上述物理模型,则该问题的数学模型可描述如下: ()()440c f b s d dT AU h T T T T dx dx λεσ⎛⎫⎡⎤--+-= ⎪⎣⎦⎝⎭(1-a )左右两侧相应的边界条件分别是第一类边界条件和第二类边界条件,分别描述如下:左边界w x TT == (1-b )右边界0x LdT dx== (1-c)图2 圆柱肋片数学模型图3 数值处理与程序设计3.1数学模型无量纲化为了使数值计算结果具有更普遍的意义,将上述数学模型无量纲化。

计算传热学程序的设计

计算传热学程序的设计

中国石油大学(华东)储建学院热能与动力工程系《计算传热学程序设计》设计报告1引言有关墙体传热量计算的方法是随着人们对房间负荷计算精度要求的不断提高而不断发展的.考虑辐射强度和周围空气温度综合作用,当外界温度发生周期性的变化时,屋顶部的温度和热流密度也会发生周期性的变化。

1.1计算题目有一个用砖墙砌成的长方形截面的冷空气通道,其截面尺寸如图1所示。

假设在垂直于纸面方向上冷空气及砖墙的温度变化相对较小,可近似地予以忽略。

试计算稳态时砖墙截面的温度分布及垂直于纸面方向1米长度的冷量损失。

设砖墙的导热系数为0.53W/(m·℃)。

、外壁面均为第三类边界条件,外壁面:t f1=30℃,h1=10W(m2·℃);壁面:t f2=10℃, h2=4W(m2·℃)。

图1 砖墙截面1.2已知参数砖墙的基本尺寸,砖墙的导热系数,外壁面的表面传热系数,对应的流体温度,壁面的表面传热系数,对应的流体温度。

2 物理与数学模型2.1 物理模型由题知垂直于纸面方向上冷空气及砖墙的温度变化相对较小,可近似予以忽略,墙面为常物性,可以假设:1)砖墙在垂直于纸面方向上没有导热。

2)由于系统是几何形状与边界条件是对称的,它的中心对称面就是一个绝热边界,这时只需求解1/4个对称区域就可以得到整个区域的解。

2.2数学模型考虑到对称性,取右下的1/4为研究对象,建立如图2的坐标系。

a图2 砖墙的稳态导热计算区域由上述的物理模型与上面的坐标系,该问题的数学模型可直接由导热微分方程简化而来,即22220T T x y ∂∂+=∂∂ (1) 相应的边界条件是:1.10y T y =∂=∂1.50x T x=∂=∂ (2)110()f x x T h TT xλ==∂-=-∂ (3)111.11.1()f y y T h TT yλ==∂-=-∂ (4)22(0.5,00.6)(0.5,00.6)()f x y x y T h T T x λ=<<=<<∂-=-∂ (5)22(0.6,0.5 1.5)(0.6,0.5 1.5)()f y x y x T h T T xλ=<<=<<∂-=-∂ (6)3数学模型的离散化采用外点法对求解区域进行离散化,其中ab 方向上取N 1个节点,af 边界上取M 个节点,bc 边界取M 1个节点,cd 边界取N 2个节点,de 边界取M 2个节点,ef 边界取N 个节点,离散后的求解区域如图3所示。

计算传热学课程设计

计算传热学课程设计

计算传热学课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握计算传热学的基本概念,理解热传导、对流和辐射的基本原理;2. 培养学生运用数学和物理知识解决传热问题的能力,掌握传热方程式的建立和求解方法;3. 引导学生了解计算传热学在实际工程中的应用,如建筑、能源、航空航天等领域。

技能目标:1. 培养学生运用计算传热软件进行传热问题模拟和分析的能力;2. 提高学生解决实际工程传热问题的能力,包括问题建模、计算和结果分析;3. 培养学生团队协作和沟通能力,能在小组讨论中发表自己的观点和倾听他人意见。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对计算传热学领域的兴趣,激发学生探索科学问题的热情;2. 增强学生的环保意识,让学生了解传热学在节能减排中的重要作用;3. 引导学生树立正确的价值观,认识到科学技术对社会发展的推动作用。

课程性质分析:本课程属于应用物理学科,旨在培养学生运用数学、物理知识解决实际传热问题的能力。

课程内容具有较强的理论性和实践性,需要结合实际工程案例进行教学。

学生特点分析:学生为高中年级,已具备一定的数学和物理基础,但传热学相关概念和技能还需进一步培养。

学生对新鲜事物充满好奇,喜欢探索和实践。

教学要求:1. 注重理论联系实际,通过案例分析、实验演示等方式,提高学生的实践能力;2. 采用启发式教学,引导学生主动思考、提问和解决问题;3. 鼓励学生参与课堂讨论,培养团队协作和沟通能力。

二、教学内容1. 热传导理论:包括热传导基本方程、边界条件和初始条件的设定,以及稳态和非稳态热传导问题的求解方法。

教材章节:第二章 热传导理论内容列举:热传导方程、傅里叶定律、热扩散方程、边界条件、稳态解、非稳态解。

2. 对流传热原理:介绍对流传热的基本概念、流动与换热的关联,以及准则关联式的应用。

教材章节:第三章 对流传热内容列举:对流传热机理、流体力学基本方程、雷诺数、努塞尔特数、准则关联式。

3. 辐射传热基础:涵盖热辐射的基本原理、黑体辐射定律、实际表面的辐射特性以及辐射换热的计算方法。

计算传热学程序设计

计算传热学程序设计

中国石油大学(华东)储建学院热能与动力工程系《计算传热学程序设计》设计报告1引言有关墙体传热量的方法是随着人们对房间负荷计算精度要求的不断提高而不断的.考虑辐射强度和周围空气温度综合作用,当外界温度发生周期性的变化时,屋顶内部的温度和热流密度也会发生周期性的变化。

计算题目有一个用砖墙砌成的长方形截面的冷空气通道,其截面尺寸如图1所示。

假设在垂直于纸面方向上冷空气及砖墙的温度变化相对较小,可近似地予以忽略。

试计算稳态时砖墙截面的温度分布及垂直于纸面方向1米长度的冷量损失。

设砖墙的导热系数为(m·℃)。

内、外壁面均为第三类边界条件,外壁面:t f1=30℃,h1=10W(m2·℃);内壁面:t f2=10℃, h2=4W(m2·℃)。

图1 砖墙截面已知参数砖墙的基本尺寸,砖墙的导热系数,外壁面的表面传热系数,对应的流体温度,内壁面的表面传热系数,对应的流体温度。

2 物理与数学模型物理模型由题知垂直于纸面方向上冷空气及砖墙的温度变化相对较小,可近似予以忽略,墙面为常物性,可以假设:1)砖墙在垂直于纸面方向上没有导热。

2)由于系统是几何形状与边界条件是对称的,它的中心对称面就是一个绝热边界,这时只需求解1/4个对称区域就可以得到整个区域的解。

数学模型考虑到对称性,取右下的1/4为研究对象,建立如图2的坐标系。

a图2 砖墙的稳态导热计算区域由上述的物理模型与上面的坐标系,该问题的数学模型可直接由导热微分方程简化而来,即22220T T x y ∂∂+=∂∂ (1)相应的边界条件是:1.10y T y =∂=∂1.50x T x=∂=∂ (2)110()f x x T h TT xλ==∂-=-∂ (3)111.11.1()f y y T h TT yλ==∂-=-∂ (4)22(0.5,00.6)(0.5,00.6)()f x y x y T h T T x λ=<<=<<∂-=-∂ (5)22(0.6,0.5 1.5)(0.6,0.5 1.5)()f y x y x T h T T xλ=<<=<<∂-=-∂ (6)3数学模型的离散化采用外点法对求解区域进行离散化,其中ab 方向上取N 1个节点,af 边界上取M 个节点,bc 边界取M 1个节点,cd 边界取N 2个节点,de 边界取M 2个节点,ef 边界取N 个节点,离散后的求解区域如图3所示。

计算传热学程序

计算传热学程序

计算传热学课程报告一、问题概述:有限单元法是上个世纪五、六十年代首先在力学中发展起来的数值计算方法,由于它是基于变分原理,理论基础统一,对于复杂边界的适应程度比较好,所以很快的在其它领域得到运用,其中就包括了在传热学中的运用。

本次计算传热学的课程就是对有限单元法在传热学中运用的一个学习与练习。

有限单元法处理问题的步骤,首先是建立有限元模型也即是将问题离散化,它的主要步骤之一就是将要计算的物体进行有限元的划分;第二步,进行单元分析也就是将变分原理运用到问题的方程与单元中,形成单元刚度矩阵;第三步,进行整体刚度矩阵的组集;最后就是引入边界条件进行求解的过程。

在计算传热学的课程中,主要完成了两个任务:第一,是将一个比较复杂的活塞进行了网格划分,并编译成一个通用性比较好的程序。

第二,在前一个程序的基础上,加入计算过程,运用焓法,对一个比较简单的平面相变问题进行了计算。

二、划分单元网格:划分单元网格是将问题进行有限元法分析的基础,但是如果在图纸上进行手工的单元划分,不但繁琐、容易出错,而且也不利于进一步计算程序的利用。

因此有必要编辑一个程序,以自动完成划分网格的目的。

网格的自动划分必须遵循以下的几条规则:(1).要严格区分边界单元与内部单元,并且严格区分边界单元不同的组;(2).单元标号必须先标志内部单元,然后依次标志第一类边界条件,第二类边界条件,第三类边界条件,如果同一类边界条件中有不同的组,那么也必须严格先划分第一组,然后第二组,第三组;(3). 对于边界单元,每一个边界单元必须只有一条边在边界上,而且为了程序的简单,一般是j,m边作为边界;(4).内部单元节点标号必须遵循逆时针方向的规则;(5). 一个单元中只能有一种材料组成。

遵循以上的规则,用FORTRAN 90编制了一个对形状比较复杂的活塞的网格划分,由于在编制过程中考虑了多种情况,所以这个程序有比较好的通用性,只需要输入不同的数据,程序也可以对许多其它情况进行划分。

(完整版)传热学c语言编程

(完整版)传热学c语言编程

#include<stdio.h>#include<math.h>#define Nx 5 /*横坐标*/#define Ny 6 /*纵坐标*/#define k 22.7 /*导热系数*/#define h 42 /*对流换热表面传热系数*/#define tf 500 /*对流换热温度*/#define qw 45 /*对流换热温度*/#define Precision 1e-5 /*精度*/void main(){int i,j,m,n;float dx[4],dy[5];float t0[Nx][Ny],t1[Nx][Ny];float Wid=1.0,Height=1.5;float a,b,SY,PY,SX,PX;printf("\n经数值离散计算的该矩形区域内温度分布为:\n");for(m=0; m<3; m++){dx[0]=0.1;dx[m+1]=dx[m]+0.1;}for(n=0; n<4; n++){dy[0]=0.1;dy[n+1]=dy[n]+0.1;}/*赋边界值ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc*/ /*左边界值*/for(j=0; j<Ny-1; j++){t1[0][j]=200;}/*下边界值*/for(i=1; i<Nx-1; i++){t1[i][0]=75;}/*赋初值ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc*/ for(j=1; j<Ny-1; j++){for(i=1; i<Nx-1; i++){t1[i][j]=0;}}/*更新数据cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc*/line10:;for(j=0;j<Ny-1;j++){for(i=0;i<Nx-1;i++){t0[i][j]=t1[i][j];}}/*迭代开始ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc*//*内部节点*/for(j=1;j<Ny-2;j++){for(i=1;i<Nx-2;i++){for(m=0; m<2; m++){for(n=0; n<3; n++){SY=dy[n]*dy[n+1];PY=dy[n]+dy[n+1];SX=dx[m]*dx[m+1];PX=dx[m]+dx[m+1];t1[i][j]=SY*PY*(dx[m+1]*t0[i-1][j]+dx[m]*t0[i+1][j])+SX*PX*(dy[n]*t0[i][j-1]+dy[n]*t0[i][j+1]); t1[i][j]= t1[i][j]/(PX*PY*(SX +SY));}}}}/* 右边界*/i= Nx-1;for(j=1;j<Ny-2;j++){for(m=3; m<3; m++){for(n=0; n<3; n++){SY=dy[n]*dy[n+1];PY=dy[n]+dy[n+1];a=dx[m]*dx[m];b=dy[n]*dy[n];t1[i][j]= SY*PY*(t0[i-1][j]+dx[m]*qw/k)+a*(dy[n+1]*t0[i][j-1]+dy[n]*t0[i][j]);t1[i][j]= t1[i][j]/((SY+a)*PY);}}}/*上边界*/j= Ny-1;for(i=1;i<Nx-2;i++){for(m=0; m<2; m++){for(n=4; n<=4; n++){ SX=dx[m]*dx[m+1];PX=dx[m]+dx[m+1];b=dy[n]*dy[n];t1[i][j]=k* b *(dx[m+1]*t0[i-1][j]+dx[m]*t0[i+1][j])+ SX*PX*(k*t0[i][j-1]+h*tf*dy[n]);t1[i][j]=t1[i][j]/( PX*(k* b+SX*(k+h*dy[n])));}}}/*右上角*/j=Ny-1;i=Nx-1;m=3;n=4;a=dx[m]*dx[m];b=dy[n]*dy[n];t1[i][j]=k* b *t0[i-1][j]+k*a*t0[i][j-1]+dx[m]* b *qw+ a*dy[n]*h*tf;t1[i][j]=t1[i][j]/(k*(a +b)+h* a*dy[n]);/*检验精度ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc*/ for(i=1;i<Nx-1;i++)for(j=1;j<Ny-1;j++){if(abs(t1[i][j]-t0[i][j])>Precision) goto line10;}/*迭代收敛,输出结果ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc*/for(j=Ny-1;j>=0;j--){for(i=0;i<=Nx-1;i++)printf("%7.1f",t1[i][j]);printf("\n");}}。

计算传热学程序介绍

计算传热学程序介绍

计算传热学程序介绍计算传热学是用计算的方法研究热传递过程,给出刻画这些过程的状态量的数值大小,并据此来认识热传递过程及其变化规律,实际上计算传热学是一种近似方法,其基础是数值方法是离散化的近似算法,通过求解非连续的(分析解是连续的)区域代表点上待求变量的近似值。

本课程计算传热学程序的核心是用一系列的点代表连续的求解区域,本程序求解的核心是用离散的变量代替连续的变量。

计算传热学程序计算方法的计算步骤如下:⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧→⎪⎩⎪⎨⎧ 积分法级数展开法方程离散化内节点法外节点法区域离散化能量守恒动量守恒质量守恒数学模型物理模型计算传热学步骤控制容积多项项拟合T aylor 计算方法首先提出问题——流动性质(内流、外流;层流、湍流;单相流、多项流;可压、不可压……),确定流体属性(牛顿流体:液体、单组分气体、多组分气体、化学反应气体;非牛顿流体);然后分析问题——建模——N-S 方程(连续性假设),Boltzmann 方程(稀薄气体流动),各类本构方程与封闭模型; 根据分析结果解决问题——差分格式的构造/选择,程序的具体编写/软件的选用,后处理的完成;最后形成成果说明——文字,提交报告。

本课程计算传热学程序采用二维椭圆型流动和传热问题通用计算程序为基础研究计算传热学程序的计算方法,该程序具有以下特点:1. 采用原始变量法,即以速度U 、V 及压力P 作为直接求解的变量2. 守恒型的差分格式,离散方程系对守恒型的控制方程通过对控制容积作积分而得出的,无论网格疏密程度如何,均满足在计算区域内守恒的条件;3. 采用区域离散化方法B ,即先定控制体界面、再定节点位置4. 采用交叉网格,速度U 、V 与其他变量分别存储于三套网格系统中;5.不同的项在空间离散化过程中去不同的型线假设,源项采用局部线性化方法;扩散——对流项采用乘方格式(但很容易转化为中心差分、迎风差分或混合格式);街面上的扩散系数采用调和平均法,而密度与流速则用线性插值;6.不稳态问题采用全隐格式,以保证在任何时间步长下均可获得具有物理意义的解;7.边界条件采用附加源项法处理;8.耦合的流速与压力采用SIMPLE算法来求解;9.迭代式的求解方法,对非线性问题,整个求解过程具有迭代性质;对于代数方程也采用迭代法求解;10.采用交替方向先迭代法求解代数方程并补以块修正技术以促进收敛。

传热过程计算课程设计

传热过程计算课程设计

传热过程计算课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握传热过程的基本原理,理解热传导、对流和辐射三种传热方式的区别与联系。

2. 使学生掌握传热方程式的建立和求解方法,能够运用相关公式进行传热过程计算。

3. 让学生了解实际工程中的传热问题,掌握解决实际问题的方法和技巧。

技能目标:1. 培养学生运用数学知识和物理原理解决传热问题的能力。

2. 提高学生运用计算工具(如计算器、计算机软件等)进行传热过程计算的速度和准确性。

3. 培养学生团队协作和沟通能力,能够就传热问题进行讨论和分析。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对物理学科的热爱,激发学生学习传热学的兴趣。

2. 培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯,勇于面对和解决传热过程中的困难。

3. 增强学生的环保意识,使学生认识到传热过程在节能和环保方面的重要性。

本课程针对高中物理学科,结合学生特点和教学要求,将课程目标分解为具体的学习成果。

在教学过程中,注重理论与实践相结合,以培养学生解决实际问题的能力为导向,为后续的教学设计和评估提供明确的方向。

二、教学内容1. 传热基本原理:热传导、对流和辐射的传热特性;导热系数、对流换热系数和斯特藩-玻尔兹曼常数等基本概念。

2. 传热方程式:导热微分方程、边界条件和初始条件的设置;对流传热方程和辐射传热方程的建立与求解。

3. 传热过程计算方法:稳态和非稳态传热问题的求解方法;数值解法和解析解法的应用。

4. 实际工程案例:分析典型传热问题,如热交换器、保温材料选择、建筑节能等;介绍解决实际传热问题的方法和技巧。

5. 教学实验:组织学生进行传热实验,观察不同传热方式下的现象,培养学生的实验操作能力和观察能力。

教学内容依据课程目标,结合教材章节进行组织。

教学大纲安排如下:第一课时:传热基本原理及导热微分方程的建立第二课时:边界条件和初始条件的设置第三课时:对流传热方程和辐射传热方程第四课时:稳态和非稳态传热问题的求解方法第五课时:实际工程案例分析第六课时:教学实验及实验结果分析教学内容确保科学性和系统性,注重理论与实践相结合,旨在帮助学生掌握传热过程计算的方法和技巧。

肋片散热分析—计算传热学课程设计

肋片散热分析—计算传热学课程设计

肋片散热分析—计算传热学课程设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN中国石油大学(华东)储建学院热能与动力工程系《计算传热学程序设计》设计报告学生姓名:龚波学号:08123217专业班级:热能与动力工程08-2班指导教师:黄善波2011年 7 月 5 日1 设计题目在工程实际中,往往需要增加(对流)传热量,应用比较广泛的较为有效的一种方法就是增加换热面积,即采用肋片—在材料消耗量增加较少的条件下能较多地增大换热面积。

在一些换热设备中,肋片得到了广泛地应用,如制冷装置的冷凝器、散热器、空气加热器等等。

设计题目某等截面圆柱形直肋,设肋端是绝热的。

试分析在一定的金属消耗量下,为使肋片的散热量达到最大时所需要的肋片尺寸,并分析肋片的材料、表面传热系数对该尺寸的影响。

已知参数为了求得数值结果和利用结果进行分析,现给定题目相关已知量,包括肋片材料导热系数λ=λοk(T)=400(1+,肋基温度T w=95℃,肋表度黑度ε=,周围空气温度T f=20℃,环境辐射温度T s=15℃,肋表面空气的表面换热系数h c=8W/(m2•℃)。

2 物理与数学模型物理模型发生在肋片的导热过程严格地说是多维的。

如图1所示,暴露于恒温流体的圆柱肋片(肋高为L,直径为D)。

由于圆柱直肋各处受热均匀,再加上肋片通常是由金属材料制成的,导热系数比较大,可以想象肋片内温度将仅沿肋高方向发生明显变化,再直径方向上变化相比很小。

因此,假设该圆柱直肋在同一截面上温度相同,则该问题可转化为等截面直肋一维稳态导热问题。

图1 圆柱肋片物理模型图数学模型以肋基为坐标原点,圆柱肋片厚度方向为坐标正方向,建立坐标系如图2所示。

基于上述物理模型,则该问题的数学模型可描述如下: ()()440c f b s d dT AUh T T T T dx dxλεσ⎛⎫⎡⎤--+-= ⎪⎣⎦⎝⎭(1-a ) 左右两侧相应的边界条件分别是第一类边界条件和第二类边界条件,分别描述如下:左边界0w x T T == (1-b )右边界0x LdT dx== (1-c )图2 圆柱肋片数学模型图3 数值处理与程序设计数学模型无量纲化为了使数值计算结果具有更普遍的意义,将上述数学模型无量纲化。

计算传热学_高等教育-实验设计

计算传热学_高等教育-实验设计


坐标系不同,控制方程的形式不尽相同


必要的简化与化简
2.1 控制方程

传热的三种模式(Modes of heat transfer)

热传导(Thermal conduction) 热对流(Thermal advection)

对流换热(Convection heat transfer) 辐射换热(Radiation heat transfer)
数值方法
分析解法与实验研究

分析解法

成本最低 结果最理想 影响因素表达清楚 缺点:局限与非常简单的问题 成本较低:数值实验 适用范围宽 缺点:可靠性差,表达困难 可靠 成本高

数值方法


实验研究

将三种方法有 机结合,互为 补充,必然会 取得相得益彰 的效果
第2讲
传热问题的数学描述
1) 2)
将上面的数学模型无量纲化,并给出其分析解; 取β=1, 就 PeL=(ρuL)/Γ=1、10、100 三种情况分别用三点中心差分格式、迎风格式、幂律格式和 QUICK 格式进行计算,并与分析解比较(计算时节点数目可取为 10 ~ 20) ; 3) 改变参数β,譬如取β=10,重复 2)中的计算; 分析 2)和 3)中得到的结果,对各种格式进行比较。
Tf h A B
Tf h
δ
δ
计算传热学习题之三
考虑下述一维稳态对流-扩散问题,
d d dU ( ρuU ) = (Γ )+s dx dx dx U x=0 = U 0 U
x=L
= UL
其中 u 是流速,Γ和ρ均为常数,而 s 是 x 的单值函数,
s = 0.5 β U 0 −U L L
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中国石油大学(华东)储建学院热能与动力工程系《计算传热学程序设计》设计报告1引言有关墙体传热量计算的方法是随着人们对房间负荷计算精度要求的不断提高而不断发展的.考虑辐射强度和周围空气温度综合作用,当外界温度发生周期性的变化时,屋顶内部的温度和热流密度也会发生周期性的变化。

计算题目有一个用砖墙砌成的长方形截面的冷空气通道,其截面尺寸如图1所示。

假设在垂直于纸面方向上冷空气及砖墙的温度变化相对较小,可近似地予以忽略。

试计算稳态时砖墙截面的温度分布及垂直于纸面方向1米长度的冷量损失。

设砖墙的导热系数为(m·℃)。

内、外壁面均为第三类边界条件,外壁面:t f1=30℃,h1=10W(m2·℃);内壁面:t f2=10℃, h2=4W(m2·℃)。

图1 砖墙截面 已知参数砖墙的基本尺寸,砖墙的导热系数,外壁面的表面传热系数,对应的流体温度,内壁面的表面传热系数,对应的流体温度。

2 物理与数学模型物理模型由题知垂直于纸面方向上冷空气及砖墙的温度变化相对较小,可近似予以忽略,墙面为常物性,可以假设:1)砖墙在垂直于纸面方向上没有导热。

2)由于系统是几何形状与边界条件是对称的,它的中心对称面就是一个绝热边界,这时只需求解1/4个对称区域就可以得到整个区域的解。

数学模型考虑到对称性,取右下的1/4为研究对象,建立如图2的坐标系。

a图2 砖墙的稳态导热计算区域由上述的物理模型与上面的坐标系,该问题的数学模型可直接由导热微分方程简化而来,即22220T Tx y ∂∂+=∂∂ (1)相应的边界条件是:1.10y T y =∂=∂1.50x T x=∂=∂ (2)110()f x x T h TT xλ==∂-=-∂ (3)111.11.1()f y y T h TT yλ==∂-=-∂ (4)22(0.5,00.6)(0.5,00.6)()f x y x y T h T T x λ=<<=<<∂-=-∂ (5)22(0.6,0.5 1.5)(0.6,0.5 1.5)()f y x y x T h T T xλ=<<=<<∂-=-∂ (6)3数学模型的离散化采用外点法对求解区域进行离散化,其中ab 方向上取N 1个节点,af 边界上取M 个节点,bc 边界取M 1个节点,cd 边界取N 2个节点,de 边界取M 2个节点,ef 边界取N 个节点,离散后的求解区域如图3所示。

图3 求解区域的离散化采用Taylor 级数展开法得到内部节点的差分方程,求解区域内任一节点P 在任意时刻均满足控制方程:[()()]0PP T T x x y yλλ∂∂∂∂+=∂∂∂∂ (7) Taylor 级数展开法的思想是用差商表达式代替方程中的各阶导数。

按照一维问题的处理方法,将方程中的各阶导数的差商表达式代入到上式,有11[()][()()][]()()P W P E P P e w e w e w T T T T T T T x x x x x x x x λλλλλδδδδ--∂∂∂∂=-=-∂∂∂∂ (8) 11[()][()()][]()()P N P P S P n s n s n sT T T T T T T y y x y y y x x λλλλλδδδδ--∂∂∂∂=-=-∂∂∂∂ (9)将以上(8),(9)代入 (7)式可得到P P E E W W N N S S a T a T a T a T a T =+++ (10)式中()/E e eya x δδλ=,()/W w wya x δδλ=,()/N n nxa y δδλ=,()/S s sxa y δδλ=(11)可得:222()/[2(1)]p W E r S r N r T T T L T L T L =++++ (12) 式中,r x L yδδ=, 1.51x N δ=-, 1.11y M δ=- (13)由题意知bc,cd,cf,af 均为第三类边界条件,ab,cg,de 为绝热边界。

可以采用元体能量平衡法得到各边界及拐点的差分方程(具体的边界节点及其拐点的离散过程见附录),分别为: 边界ab:22222W E NB T T Lr T T Lr++=+ (14) 拐点b :22222W N fB T Lr T h yLrT T Lr h Lr yλλδλλδ++=++ (15)边界bc :222222()2222W N S f B T Lr T T h LrT yT Lr h Lr yλλδλλδ+++=++ (16)拐点c :22222222()33()W N S E f B T Lr T Lr T T h x y LrT T Lr h x y Lrλλλλδδλλδδ+++++=+++ (17)边界cd :22222()22222W E N fB T T Lr T h xLrT T Lr h Lr xλλδλλδ+++=++ (18)虚拟边界cg :22()22W E N S B T T Lr T T T Lr+++=+ (19) 拐点d :22222W N fB T Lr T h Lr xT T Lr h Lr xλλδλλδ++=++ (20) 边界de :222()22W N S B T Lr T T T Lr++=+ (21)拐点e :12121W S fB T Lr T h Lr xT T Lr h Lr xλλδλλδ++=++ (22) 上边界ef :12121()22222E W S f B T T Lr T h LrT xT Lr h Lr xλλδλλδ+++=++ (23) 左边界af : 121212()2222E S f B T Lr T TN h LrT yT Lr h Lr yλλδλλδ+++=++ (24)拐点a :12121E N fB T Lr T h Lr yT T Lr h Lr yλλδλλδ++=++ (25) 拐点f :12121()()E S f B T Lr T h Lr x y T T Lr h Lr y x λλδδλλδδ+++=+++ (26)4程序编写及验证程序设计的思路首先 ,对计算区域进行均匀格划分,给出第一部分的x 方向的节点数,计算出第一部分的y 轴方向的节点数以及第二部分x ,y 方向的节点数,并计算出整个计算区域的x ,y 方向的总节点数。

然后对其温度场的假设,在开始编程时将温度场划分为两部分,但是在运用Tecplot 软件对计算区域进行绘图时不能对计算区域的温度场划分,所以在假设时将其划为一个区域。

再下一个环节是由Gauss-Seidel 迭代法计算各结点温度,结点编程即为计算区域边界点和拐点的编程,顺序是y 轴方向上由下到上,x 方向上由左到右,有关内部节点的编程。

接下来是对计算两次迭代间的最大误差,判断是否满足计算精度,输出计算结果,等温线的数据文件的输出的编程。

最后就是对编程的校核,即为冷量的计算输出的编程。

程序流程图(如图4)程序的验证1) 验证的必要性说明计算传热学的验证是经过科学设计的程序,或当问题有精确地理论解时,用验证程序去说明程序的准确性与可行性,或对照理论解检验你所处理的问题的正确性。

2)本例的验证过程程序的验证是通过检验内外边界所传出的热量相等来验证。

在本题中所研究的对象在几何形状和边界条件是对称的,所以取了1/4的单元来研究。

当所求的温度分布正确时,可以得到内外边界的热量是相等的。

通过编程可以知道外边界传出的热量Q1,Q2,存在的误差在可以接受的范围之内,即证明了程序的可靠性。

5 计算结果和分析通过程序结果可以知道外边界传出的热量Q1,Q2(如下一页图5)。

可知Q1基本等于Q2,存在的误差。

误差存在的原因可能由于计算过程和编程过程中精确度的取舍有关。

由图5 可以得到以下结论:由图像可知所得到的温度曲线时连续的,并且在整个矩形界面的温度曲线应该是封闭的。

截面上的温度曲线是光滑的,没有特别的凸起和凹陷,说明其温度具有一定规律的分布。

温度曲线没有交叉,且在砖墙的内壁面附近温度曲线密集,在外壁面附近温度曲线较稀疏。

通过不同的取节点数,可以得到不同的冷量,从而得到不同的误差。

节点数的不同,可带来以下的区别:当N=16,M=12时,Q1=,Q2=,ε1=。

(如图5a)当N=31,M=23时,Q1=,Q2=,ε2=。

(如图5b)当N=61,M=45时,Q1=,Q2=,ε3=。

(如图5c)当N=166,M=122时,Q1=,Q2=,ε4=。

(如图5d)由上数据和图5a-图5-d可知,所取节点数越多,靠近内壁附近的温度曲线越密集,墙壁外壁附近的温度曲线分布越疏松,但是,内部导热系数较小,外部导热系数较大,得到结果的误差越大。

改变墙体的厚度,可以得到不同的冷量,从而得到不同的误差。

厚度的不同可以带来以下误差:当厚度为,N=17,M=13时,Q1=,Q2=,ε5=0。

(如图5e)当厚度为,N=16,M=12时,Q1=,Q2=,ε1=。

(如图5a)当厚度为,N=15,M=11,Q1=,Q2=,ε6=0。

由以上数据和图5a ,图5e 可知,墙体厚度对墙体内温度曲线的分布影响很小,冷量改变基本不变。

图4 程序流程图图 5a开始给相关参数赋值假设初始温度场 Gauss-Seidel 法求取温度场计算两次迭代误差是否满足计算精度输出至屏幕NY将温度分布输出至文件计算内外边界的热量并输出结束图5b图5c图5d图5e图5 计算区域的等温线图6结论有关墙体传热量计算的方法是随着人们对负荷计算精度要求的不断提高而不断发展的。

本次设计的题目中墙体的截面点平面结构为矩形,可能存在拐点处的传热的不平衡,从而导致加热或者冷却的传热效率差的现象。

如果将其平面结构改成圆形,或许会更优越一点。

有上述结果分析可得到以下结论:取节点数越多误差越大。

墙体的厚度对传热误差不大。

(3) 通过对温度曲线的观察可以看出温度的升高或降低并不是线性的,越靠近内壁面温降越大,靠近外壁面的温降比较平滑,温降也比较小。

7参考文献【1】黄善波刘中良编著.计算传热学基础.中国石油大学(华东),2009杨世铭陶文铨编著.传热学(第四版).高等教育出版社,2006刘衍聪编著.CAD技术基础.中国石油大学(华东),20068 附录附录1 附件中程序清单许生举-01………主程序(N=16,M=12厚度为如图5a。

2. 许生举-02………修改网格数目后的程序(N=31,M=23厚度为如图5b。

3. 许生举-03………修改网格数目后的程序(N=61,M=45厚度为如图5c。

4. 许生举-04………修改网格数目后的程序(N=166,M=122厚度为如图5d。

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