Исследования по управлению оптимизацией структуры теплоизоляционного материала для задачи А.
Новый теплоизоляционный материал А обладает превосходными теплоизоляционными свойствами и
широко используется в высокотехнологичных областях, таких как аэрокосмическая, военная промышленность, нефтехимия, строительство и транспорт.
В настоящее время теплопроводность ткани, сотканной из одиночного волокна теплоизоляционного материала А, можно измерить непосредственно, однако теплопроводность одиночного волокна теплоизоляционного материала А (которую можно принять за постоянную величину в экспериментальная среда этого вопроса), потому что его диаметр слишком мал, а его соотношение сторон (отношение длины к диаметру) слишком велико, чтобы его можно было измерить напрямую. Теплопроводность отдельного волокна является основой теплопроводности тканей, а также основой для создания различных моделей теплопроводности тканей на основе волокон. Создание модели механизма теплопередачи между теплопроводностью одного волокна теплоизоляционного материала А и общей теплопроводностью ткани стало предметом исследований. Эта модель может не только получить теплопроводность одиночного волокна теплоизоляционного материала А, но и решить текущую техническую проблему, заключающуюся в том, что теплопроводность одиночного волокна теплоизоляционного материала А не может быть измерена; на основе реляционной модели эффективность, контролировать ткацкую структуру ткани и оптимизировать дизайн для производства тканей с отличными теплоизоляционными свойствами, которые лучше отвечают потребностям
высокотехнологичных областей, таких как аэрокосмическая, военная промышленность, нефтехимия, строительство и транспорт.
Ткань представляет собой сетчатую структуру, образованную путем укладки и переплетения большого количества отдельных волокон. В этом разделе рассматривается только ткань полотняного переплетения, как показано на рисунках 1 и 2. Ткани из волокон разного диаметра имеют разные основные структурные параметры, т. е. угол изгиба волокна, толщину ткани, плотность основы, плотность утка и др., влияющие на теплопроводность ткани. В этом вопросе предположим, что вертикальное сечение любого отдельного волокна A круглое, и каждое волокно в ткани всегда представляет собой искривленный цилиндр
. Угол изгиба основы и утка 10° < θ ≤ 26,565°.
Теплопроводность является одним из важнейших показателей физических свойств волокон и тканей. Между волокнами ткани имеются зазоры, а воздух в зазорах является статическим воздухом, а теплопроводность статического воздуха составляет 0,0296 Вт/(мК). При расчете теплопроводности ткани
нельзя не учитывать как теплообмен между волокнами, так и теплообмен воздуха в зазоре.
Рисунок 1. Принципиальная схема сечения ткани полотняного переплетения
Рис. 2. Трехмерное изображение ткани полотняного переплетения
Мы используем устройство Hotdisk для нагрева и измерения ткани в лабораторных условиях при температуре 25 ° C. Постоянная мощность Hotdisk составляет 1 мВт, а время действия — 1 с. При 0,1 с тепловой поток просто передается на другую сторону. ткани. экспериментальный тест
См. в Приложении 1 данные об изменении во времени температуры ткани со стороны источника тепла в диапазоне от 0 до 0,1 с.
Постройте математическую модель и ответьте на следующие вопросы:
Вопрос 1 : Предполагая, что температура в Приложении 1 является температурой поверхности ткани со стороны источника тепла, и только учитывая теплопередачу волокон и газа в зазоре, установить математическую модель зависимости между общей теплопроводностью ткани полотняного переплетения и теплопроводности одиночного волокна. В условиях параметров экспериментального образца в приложении 2 измерена общая теплопроводность ткани полотняного переплетения, показанной на рисунке 2.
составляет 0,033 Вт/(мК), рассчитайте теплопроводность одиночного волокна типа А в соответствии с установленной математической моделью.
Вопрос 2 : Предположения: 1) Диаметр любого одиночного волокна А, входящего в состав ткани, составляет от 0,3 мм до 0,6 мм. 2) Данные об изменении во времени температуры поверхности ткани со стороны источника тепла см. в Приложении 1. 3) Изменения общей плотности и теплоемкости ткани в зависимости от температуры и структуры ткани незначительны. Как выбрать сингл А
Диаметр волокна и регулировка плотности основы, плотности утка и угла изгиба ткани делают общую теплопроводность ткани самой низкой.
Вопрос 3 : Если температура в Приложении 1 является фактически температурой воздуха на поверхности ткани со стороны источника тепла, то на этой стороне будет происходить конвективный теплообмен, при условии, что коэффициент конвективной теплоотдачи на поверхности ткани равен 50 Вт/(м2·К), пожалуйста, ответьте на вопрос еще раз
Вопрос 1 и Вопрос 2.
