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相变窗动态传热过程的数值模拟与实验研究
论文题目：相变窗动态传热过程的数值模拟与实验研究
摘要：相变窗具有智能调节室内温度的功能，其传热过程对窗体性能和室内舒适度影响显著。本文基于数值模拟和实验研究相结合的方法，探讨了相变窗的动态传热过程及其影响因素。首先，建立了数值模型来模拟相变材料的相变过程和传热特性。其次，通过实验对相变窗的动态传热过程进行测量和分析。最后，比较了数值模拟与实验结果，探讨了相变窗的优化设计和应用前景。研究结果表明，相变窗具有良好的调温效果和节能性能，可有效改善室内环境。
关键词：相变窗；动态传热；数值模拟；实验研究
1.引言
近年来，随着建筑能效的重要性日益突出，相变材料作为一种新型的调温材料得到了广泛的研究和应用。相变材料可利用其相变特性实现室内外温度的调节，有效地降低建筑能耗。相变窗作为相变材料的一种应用形式，不仅具有良好的热透过性能，还拥有良好的隔热效果。因此，探究相变窗的动态传热过程对于提高窗体性能和室内舒适度具有重要意义。
2.相变窗的数值模拟方法
2.1.相变材料的数学模型
相变材料的相变过程可通过能量守恒方程描述，其中考虑了传热过程和相变热的影响。本文采用Crank-Nicolson方法对数学模型进行离散化处理，得到相变材料的温度分布随时间的变化规律。
2.2.相变窗的传热模型
相变窗的传热模型包括窗框、窗玻璃和相变材料层三个部分。通过建立相变窗的传热数学模型，可以得到窗体内外表面温度分布和相变材料的温度变化。
3.相变窗的实验研究方法
3.1.实验装置设计
为了测量相变窗的动态传热过程，依据数值模型参数，设计了相应的实验装置。实验装置主要包括温度传感器、数据采集系统和恒温水槽等。
3.2.实验参数和过程
通过控制恒温水槽的温度和监测温度传感器的数据，从而实现对相变窗传热过程的实时监测和分析。实验过程中记录了相变材料的相变温度和时间，以及窗体内外表面的温度变化。
4.结果与讨论
根据实验数据和数值模拟结果，分析了相变窗的动态传热过程。研究结果显示，相变窗能够实现有效的室内温度调节，其热负荷的缩减效果显著。同时，相变窗材料的导热系数和厚度等参数对传热过程具有重要影响。
5.相变窗的优化设计和应用前景
通过对不同设计参数的分析比较，优化设计可以进一步提高相变窗的传热效果。相变窗的应用前景广阔，可在居民住宅、商业建筑等领域发挥重要作用。
6.结论
本文通过数值模拟和实验研究相结合的方法，探讨了相变窗的动态传热过程及其影响因素。研究结果表明，相变窗具有良好的调温效果和节能性能，可有效改善室内环境。相变窗的优化设计和应用前景可在未来的建筑节能领域发挥重要作用。
参考文献：
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（以上为机器自动生成，写作仅供参考）