原创《阳光照射下汽车内部件温度的数学模型》：关于免费阳光照射论文范文在这里免费下载与阅读,为您的阳光照射相关论文写作提供资料。
摘 要： 由于温室效应的存在,阳光照射条件下汽车内部温度往往高于环境温度,降低了乘车的舒适度.为了研究阳光照射下车内温度的变化规律,根据天文学理论,建立了太阳辐射模型；采用机理建模方法,建立了汽车内座椅、表盘、空气、玻璃的数学模型.以STC89C52单片机为核心,采用DS18B20温度传感器,设计无线多点温度采集系统,进行车内实际温度测量.通过温度数据对比验证了机理数学模型的正确性.在此基础上,建立了不同阳光辐射条件下车内部件温度的传递函数模型,为车内温度控制研究提供了依据.
关键词： 汽车内部温度； 机理模型； 太阳辐射； 传递函数模型
中图分类号： TN37+.3?34； TK511 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）14?0005?05
Abstract： Due to the greenhouse effect, the car interior temperature is often higher than the ambient temperature under sunlight. To study the variation of the temperature inside the vehicle under sunlight, a solar radiation model was built based on astronomical theories. The mathematical models of the car seat, dashboard, air and glass were established with mechani modeling method. A multi?point temperature wireless acquisition system was designed based on STC89C52 microcontroller and DS18B20 temperature sensor to measure the temperature inside cars. The correctness of the mechani mathematical model was verified in comparison with temperature data. Based on this, a traner function model of the car interior temperature under different solar radiation conditions was established. It provides a foundation for study on the car interior temperature control.
Keywords： car interior temperature； mechani model； solar radiation； traner function model
随着国内人民生活水平的提高, 越来越多的轿车进入人们的日常生活中.人们花在车内的时间也越来越多,使得乘员乘车舒适性问题凸显.当汽车在阳光下直接照射时,由于温室效应的存在,尤其是在夏季,车内温度会迅速升高,有时可达70～80 ℃,令人难以忍受,严重影响了车内的舒适性.高温条件下同时会伴随着不良气体的挥发,而且温度过高时容易导致车内某些易燃物起火,引发事故.
近年来,针对在太阳光照射下车内温度偏高的现象,人们研究了各种各样的方法,其中最直接的办法是采用PID[1?2]等控制算法控制车内空调系统对车内温度进行温度调节.这些方法虽然能够较好地控制车内的温度,但是其在控制过程中并未充分考虑在太阳辐射强度变化的条件下,车内温度场的变化规律,造成了能源的浪费.本文从太阳辐射的角度出发系统分析了在太阳光照射下,车内温度的变化规律,建立了一天内太阳照射下车内温度机理模型以及根据实测数据建立的传递函数模型.以STC89C52单片机为核心,采用DS18B20温度传感器,设计了无线多点温度采集系统,进行实际数据的测量.数据测量对比结果显示,所建立的机理数学模型的计算值与实测值之间基本相同,该数学模型能较好地反应出车内各部分温度的变化规律.
1 太阳能辐射模型
1.1 相关天文参数的计算[3?4]
（1） 日地距离.日地平均距离R0,一般均以其与日地平均距离比值的平方表示,即,其数学表达式为：
1.2 任意倾斜面上的太阳辐射强度[5?6]
根据日地之间的瞬时距离以及太阳常数可以计算出大气层外瞬时太阳辐射,其计算公式为：
2 车内温度变化的机理模型
2.1 车内换热分析
汽车是一个半封闭的热力系统[7?8],它随时受到车内外诸多干扰量的影响.干扰量主要有室外空气温度、太阳辐射强度、风速、风向等.由于车身、车顶和车底吸热量和散热量都很小,所以为了简化模型忽略不计,只考虑表盘、座椅、玻璃和车内空气间的换热.
表盘的材料一般是聚氯乙烯或氯化聚氯乙烯,表盘主要吸收太阳辐射的热量,表盘散出的热量主要是通过长波热辐射向车内空气、座椅、玻璃散热和与车内空气的表面对流传热.座椅的材料一般为聚氨酯泡沫塑料.座椅吸收的热量主要来自太阳辐射.同时座椅还要吸收表盘通过长波热辐射向它散发的热量.座椅散出的热量主要是通过长波热辐射向车内空气、玻璃散热和与车内空气的表面对流传热.玻璃主要吸收太阳光热辐射、表盘、座椅、车内空气向其发出的长波热辐射能量,和玻璃与车内空气的对流换热,玻璃散出的热量主要是玻璃室与外空气的对流换热、玻璃向室外的长波热辐射能量.
车内空气主要吸收表盘、座椅的对流换热和长波热辐射能量,车内空气散出的能量主要是向玻璃的长波热辐射能量和与玻璃的对流换热能量.其车内能量关系图如图1所示.
阳光照射论文参考资料：
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