一種新型導熱模型的研究與分析

王添 裴堯旺 蘇贏 段艷 楊萌萌

摘 要：為了解決東北地區的汽車門鎖被凍的問題，以汽車門鎖為研究對象，建立了基于電熱片加熱汽車車鎖的導熱模型，可將其運用至汽車防凍裝置中。通過研究分析車鎖內部結構，根據傳熱學基本定律對電熱片加熱模型和空氣對流傳熱模型進行研究和演算，定義不同溫度下升高單位溫度所用的時間為升溫指數，升溫指數能夠實時反映加熱速率，可用于防凍工作完成的條件。

關鍵詞：升溫指數;對流傳熱;車門防凍;加熱模型

北方的冬天滴水成冰，洗車之后如果不及時對汽車進行處理，車門很容易上凍而打不開，這不僅會給門鎖帶來一定的損耗，而且給駕駛人的出行帶來極其的不便。而目前存在的除水技術多有不便，因此亟需一款切實有效的防凍技術解決現實問題。

1 研究背景

在北方的冬季洗車極易因車門處殘留水分而上凍，主要上凍位置發生在汽車門鎖處。目前汽車普遍使用的解凍方式有開水澆注、吹風機加熱等，不僅可能導致二次上凍，而且存在安全隱患。電熱片是一種新興的電熱產品，其發熱面積大，成本低，安裝方便，通電發熱迅速、溫升快，已被廣泛應用于戶外保溫防凍等行業。采用電熱片加熱車門門鎖，可以在狹小的環境內對車門進行快速解凍，安全方便，使汽車更加智能化、人性化。

2 基于電熱片加熱汽車車鎖的導熱模型

2.1 電熱片加熱模型

3 結論

綜上所述，設計的基于電熱片加熱汽車車鎖的導熱模型，實現了由溫度傳感器測出的溫度大小可以反映溫度變化速率的效果，可以得出車鎖內表面T1升高單位溫度所對應的時間t，并由此可以得到升高單位溫度的時間變化。將其定義為升溫指數，測量出對應汽車的升溫指數，并將其存入單片機的存儲器，即形成了防凍工作完成的檢測條件，用溫度傳感器測量車鎖的溫度傳遞至單片機處理，單片機將處理的數據實時與升溫指數對比，即可實現汽車車門的自動防凍。防凍工作完成時，可以提醒車主，達到人機交互的效果。

參考文獻：

[1]楊世銘，陶文銓.傳熱學（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2006：4-20.