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冷冻集装箱由于箱体隔热壁中存在金属构架

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发布日期:2015-04-14 17:50 来源:http://www.clgzc8.com 点击:

     冷冻集装箱由于箱体隔热壁中存在金属构架,是属于组织不均匀的结构,因此不能直接运用上述公式。这时,又由于存在着所谓“热桥”的影响,所以,其传热计算将比上述计算复杂的多。对于多层不均匀的隔热壁,当其中有一小部分的隔热性能较其它部分差得很多时,隔热壁的总传热量就会大大提高,这个部分就称为“热桥”(或冷桥),例如箱体的钢骨架部分。当构成“热桥”的金属物体穿过隔热壁时,这种“热桥”则称为“穿透热桥”。在出现热桥而形成热流短路的情况下,其温度分布是三维空间或二维平面问题,不能按一维稳态温度场来研究。从数学的观点来看,温度场和电场一样,都可以用拉普拉斯方程式来描述。如在平面热流中,热流和等温线构成垂直的网,这时,拉普拉斯方程式可以写成:

 

式中    t——温度;

        x、y——垂直平面坐标。

基于对拉普拉斯方程式的研究,对热桥引起的热流短路,可用以热电相似的实验方法为依据的圆热流法进行计算。

            

圆热流法计算是基于下列假设:

(1)嵌在已型钢、槽钢等翼板内部的隔热材料的热阻不计;

(2)所有与外层钢板相连的金属,其温度与钢板温度相同,但小金属零件的导热性不予考虑;

(3)热流偏斜后所通过的路径是圆弧;

上海广源集装箱服务有限公司(4)不同材料间相互密接。

以上假定都可以造成误差,但由于其中一些假定造成的误差偏于增加热阻,而另一些则偏于减少热阻,因此,综合实验结果大致相符。

计算时,将结构分成若干区域,单独研究各区域的传热情况。图3.2为一典型结构用圆热流法的计算简图。

在计算之前,先引入KF值的概念,所谓KF值,即指两侧面的温差为1℃时,通过F平方米面积上的热量,用 来表示,即 。并设隔热材料的导热系数为 ,钢材的导热系数为 。

第Ⅰ区:宽度为已型钢的宽度b,按假设1,则这一区可按公式(2—3b)来计算,其KF值用 来表示:

 

如取隔热壁的长度(垂直于截面的长度)为一米,则第Ⅰ区的面积F=b×1m2,因此:

                    

第Ⅱ区:按假设1,则热流从已型钢的边缘向右沿圆弧方向通过材料到达A—A线上,再垂直于A—A线而直线流动。在这种情况下,热流大小是在变化的,且从左到右逐渐减小。假定这一区的热流是限制在本区右边的终点以内,且热流流过的路线——圆弧,其半径为r,则

(1) 冷冻集装箱热流是在r=0至r= 的范围内流动。 是根据从隔热壁面传出的热流的热阻和从已型钢边缘沿圆弧线传出的热流的热阻相等的条件来确定的,即

                          

故                       r= 

(2) 热流在隔热材料中按圆弧通过时,其热阻随半径r的变化而变化,即

                          

(3) 热阻在A—A线以下的热阻是不变的,即 

(4) 上海广源集装箱服务有限公司热流通过钢制内包板的热阻是固定的,即 

此区间的KF值用 表示。

                    

积分后得:           

第Ⅲ区:热流平行向下流动,按式(2—3c),其KF值用 来表示:

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上海广源集装箱服务有限公司 为本区宽度。

第Ⅳ区:热流沿左向钢梁流动,和第Ⅱ区同样的分析。其KF值用 表示,得

 

上海广源集装箱服务有限公司第Ⅴ区:热流从已型钢向左沿圆弧方向经过钢梁和隔热材料到达A—A线,再垂直于A—A线在隔热材料中流动。这一区的区间从c到g,其KF值用 来表示:

 

 

如图3.3,取一微圆热流,其厚度为dr,则BD穿过刚梁而AB穿过隔热材料,显然可以找到如下关系:

 

 

代入得         

展开 为级数,得

 

 

分别取前两项和前一项代入得

 

第Ⅵ区:只有当g< 时才存在。


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