用matlab建立数学模型描述恒温下从水滴落入边长为10厘米的正方体容器开始到最后完全蒸发各个时刻水滴周围空气中的湿度变化规律并给出matlab代码
时间: 2024-02-11 15:08:56 浏览: 76
以下是使用 MATLAB 建立数学模型描述恒温下从水滴落入边长为10厘米的正方体容器开始到最后完全蒸发各个时刻水滴周围空气中的湿度变化规律的代码:
```matlab
% 恒温下从水滴落入边长为10厘米的正方体容器开始到最后完全蒸发各个时刻水滴周围空气中的湿度变化规律
% 参数设置
V0 = 1e-6; % 水滴初始体积,单位:m^3
T0 = 293; % 水滴初始温度,单位:K
P0 = 101325; % 空气初始压力,单位:Pa
RH0 = 0.5; % 空气初始相对湿度
Ta = 293; % 环境温度,单位:K
U = 0.1; % 热传导系数,单位:W/(m^2*K)
k = 0.5; % 蒸发速率系数,单位:m/s
Cp = 1000; % 空气定压比热容,单位:J/(kg*K)
rho = 1000; % 水密度,单位:kg/m^3
h = 2501e3; % 水蒸气焓,单位:J/kg
L = 2260e3; % 水蒸发潜热,单位:J/kg
dt = 0.01; % 时间步长,单位:s
tmax = 10000; % 最大时间,单位:s
% 容器尺寸设置
Lx = 0.1; % 容器长度,单位:m
Ly = 0.1; % 容器宽度,单位:m
Lz = 0.1; % 容器高度,单位:m
% 初始化参数
V = V0;
T = T0;
P = P0;
RH = RH0;
x = Lx/2;
y = Ly/2;
z = 0;
% 计算水滴表面积
A = 4*pi*(3*V/(4*pi))^(2/3);
% 计算水蒸气饱和压力
Ps = exp(23.832241 - 4717.2036/T - 0.023479*T + 4.2338761e-05*T^2 + 1.721236e-07*T^3 - 3.930283e-10*T^4);
% 初始化时间和数据存储变量
t = 0;
res = [];
% 循环计算水滴蒸发以及空气中水蒸气压力和温度随时间的变化规律
while t < tmax
% 计算水滴蒸发速率
dmdt = k*A*(Ps-P)/sqrt(2*pi*rho*T);
% 计算水滴体积和位置随时间变化
dVdt = -dmdt/rho;
dxdt = k*A*(Ps-P)/(V*rho)*randn();
dydt = k*A*(Ps-P)/(V*rho)*randn();
dzdt = k*A*(Ps-P)/(V*rho)*randn();
V = V + dVdt*dt;
x = x + dxdt*dt;
y = y + dydt*dt;
z = z + dzdt*dt;
% 更新水滴表面积和周长
A = 4*pi*(3*V/(4*pi))^(2/3);
% 计算空气中水蒸气压力和温度随时间变化
dPadt = k*A*(Ps-P)/V;
dTdt = (k*A*(Ps-P)*h - U*A*(T-Ta))/(V*Cp);
P = P + dPadt*dt;
T = T + dTdt*dt;
% 计算空气中水蒸气的压力和饱和压力的比值,进而计算相对湿度
RH = P/Ps;
% 存储数据
res = [res; t, x, y, z, V, P, T, RH];
% 更新时间
t = t + dt;
end
% 绘制结果图像
figure;
subplot(2,2,1);
plot(res(:,1), res(:,5));
xlabel('Time (s)');
ylabel('Volume (m^3)');
subplot(2,2,2);
plot(res(:,1), res(:,6)/1000);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Pressure (kPa)');
subplot(2,2,3);
plot(res(:,1), res(:,7));
xlabel('Time (s)');
ylabel('Temperature (K)');
subplot(2,2,4);
plot(res(:,1), res(:,8));
xlabel('Time (s)');
ylabel('Relative Humidity');
```
这段 MATLAB 代码可以计算恒温下从水滴落入边长为10厘米的正方体容器开始到最后完全蒸发各个时刻水滴周围空气中的湿度变化规律,并绘制出水滴的体积、空气压力、空气温度和相对湿度随时间的变化图像。
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