二维稳态导热实验报告Word文档格式.docx
- 文档编号:14078511
- 上传时间:2022-10-18
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:334.18KB
二维稳态导热实验报告Word文档格式.docx
《二维稳态导热实验报告Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《二维稳态导热实验报告Word文档格式.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
fx2=10°
C,/i2=3.93W/m2-°
砖墙的导热系数2=0.53W/m•°
2、内外壁分布均匀地维持在0°
C及30°
C;
图1-1
二、数学描述
该结构的导热问题可以作为二维问题处理,并且其截面如图1-1所示,曲于对称性,仅研究其1A部分即可。
其网络节点划分如图2J:
上述问题为二维矩形域内的稳态、无内热源、常物性的导热问题,对于这样的物理问题,我们知道,描写其的微分方程即控制方程,就是导热微分方程:
d2td2t
dx~dy~
第三类边界条件:
内外表面均为第三类边界条件,且已知:
/xi=3O°
C,/?
I=10.33W/m2oC
tx2=10°
2=3.93W/nr-°
砖墙的导热系数A=0.53VV/nr°
图2-1
三:
方程的离散
如上图2J所示,用一系列与坐标轴平行的网络线把求解区域划分成许多子区域,以网格线的交点作为需要确定温度值的空间位置,即节点,节点的位置已该点在两个方向上的标号m、n来表示。
每一个节点都可以看成是以它为中心的小区域的代表,如上(m,n):
对于(m,n)
为内节点时:
山级数展开法或热平衡法都可以得到,当Ax=Ay时:
ntjt
=j('
加+m+'
川T・"
+切."
1+切・"
-1)对于(m,n)为边界节点时:
位于平直边界上的节点:
nut
外部角点:
如图2-1中a、b、
nut—才(t/n+ljr++J.—I)
d、e、f点,
mji
-运(切一1・“+)
内部角点:
如图2J中c点,
w.
由已知条件有,当mJ或213时的节点的温度衡为tw[=30°
C,当(m=6且n<
9)和(“8
且6<
m<
17)时的节点的温度为rK.2=10°
Co
取定初始试探值
TA(ij)=0
图3-1
五、程序及运行结果
I、实验程序(C语言):
//1.CPP:
定义控制台应用程序的入口点。
//
nclude"
stdafx・h〃
#include〈stdio.h>
#include<
math.h>
int_tmain(intargc,_TCHAR*argvU)
{
inti,j,1;
floatdt=l.0,dx二0.1,dy二0.1;
floatt[13][17],a[13][17];
floatql二0,q2二0,q二0,e;
floatlmd—0.o3,hl—10.33,h2—3.93,11—30,t2—10,ep—1.0e—/j
/*打印出题目*/
printf("
\t\t\t二维稳态导热问题\t\t"
);
printfC\n\t\t\t\t\t\t陈振兴装备\n"
printfC\n题目:
二维导热物体温度场的电模拟实验\n〃);
printf(〃\n矩形区域,11=2.2;
12=3;
13=2;
14=1.2,假设区域内无内热源,导热系数为常熟,内外表面均为第三类边界条件且已知tl=30;
t2=10;
hl=10.33;
h2=3.93;
LMD二0.53;
求该矩形区域内的温度分布及垂直于纸面方向的单位长度上通过墙体的导热量。
\n〃);
/*各节点上的温度值*/
for(j=0;
j<
17;
j++)
t[0][j]=30.0;
}
for(i=l;
i<
13;
i++)
t[i][0]=30.0;
for(i=7;
for(j=8;
t[7][j]=10.0;
7;
for(j=l;
t[i][j]=20,a[i][j]=0;
j++)
t[i][j]=20,a[i][j]=0;
while(dt>
=ep)
j++)for(i=6;
12;
for(j=2;
6;
t[i][j]=(t[i-l][j]+t[i+l][j]+t[i][j-l]4-t[i][j+l])/4;
for(i=2;
16;
t[i][j]=(t[i-l][j]+t[i+l][j]+t[i][j-l]+t[i][j+l])/4;
t[12][j]=(t[12][j-l]+t[12][j+l]+2*t[ll][j])/4;
i卄)
t[i][16]=(t[i-l][16]+t[i+l][16]+2*t[i][151)/4;
t[i][l]=(dx*hl*tl/lmd+(t[i+1][l]+t[i-l][l])/2+t[i][2])/(2+dx*hl/lmd);
t[1][j]=(dy*hl*tl/lmd+(t[1][j+l]+t[l][j~l])/2+t[2][j])/(2+dy*hl/lmd);
1=0;
{printf("
%3.If"
t[i][j]);
1二1+1;
辻(1二二6)
printf("
\n"
1=0;
ql=ql+(30~t[l][j])*hl*dx;
ql=ql+(30-t[i][l])*hl*dy;
for(j=7;
q2二q2+(t[6][j]~10)*h2*dx;
q2=q2+(t[i][6]-10)*h2*dy;
ql=ql+hl*(dx/2*(30-t[1][16])+dy/2*(30~t[12][l])+dx*(30~t[1][1]));
q2=q2+h2*(dx/2*(t[6][16]-10)+dy/2*(t[12][6]-10)+dx*(t[7][7]-10));
q二(ql+q2)/2;
e=abs((q2-ql)/q);
printfC单位长度上1/4墙体的导热量为:
%4.2fW,偏差为:
%3.2f"
q,e);
getchar();
getchar();
return0;
运行结果图:
5c:
\Users\Administrator\Desktop\l\Debug\l.exe
二维稳态导热问题二
一陈振兴装备
题目:
二维导热物体温度场的电模拟实验
11-2^;
12^3;
14=1.2,假设区域內无内热源,导热系牡粥熟,他洼面均为弟三类边界条件且已®
tl=30;
t2=10;
hl=10.33;
h2=3.93;
LMD=0.53;
^矩形区域内的温I度夯勿鉴率宜于纸面方向的单位长度上通过墙体的导热量。
温度分希为«
图3-2
实验算得导热量为97.62W,与数值模拟的偏差为(26.73MW-97.62W)/(26.73*4)
W*100%=8.7%
2、数值模拟程序(matlab):
z=[29.929.729.529.329.129.028.828.728.728.628.628.528.528.528.528.2
29.729.128.528.027.426.926.526.226.025.925.825.725.625.625.625.5
29.528.527.626.625.724.824.123.623.323.122.922.822.822.722.722.7
29.328.026.625.223.822.521.620.920.520.220.019.919.919.819.819.8
29.127.425.723.821.919.918.717.917.517.217.117.016.916.916.916.9
29.026.924.822.519.916.715.214.614.314.214.114.014.014.014.013.9
28.826.524.121.518.615.20000000000;
28.726.223.520.817.814.60000000000;
28.625.923.220.317.314.20000000000;
28.525.722.820.017.014.00000000000;
28.325.422.619.716.713.60000000000;
27.225.122.519.516.312.50000000000];
v=[182226];
[xx,yy]=meshgrid(y/x);
surf(xx,yy,z);
colorb8r;
xlabel(乂);
ybbelCy'
zlabel
(2);
az=0;
el=-90;
view(az/el);
shadinginterp;
axistight;
figure,contour(xx/yyrz,v);
gridon
数值模拟图:
QFigureNo.2
FileEditToolsWindowHelp
]]□heinra/1o
图3-3
图3-4
第一类边界条件
1、实验程序(C语言):
Sinclude"
stdafx.h"
nclude<
stdio.h>
math・h>
int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[]){
floatdt=l.0,dx=0.1,dy=0.1;
floatt[12][16],a[12][161;
floatq1=0,q2=0,q=0,e;
floatlmd^O.53,11=30,t2=0,ep=l.Oe-7;
/*打印出题目水/
\n\t\t\t\t\
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 二维 稳态 导热 实验 报告