原位電熱導技術(shù)是指直接在土壤中設(shè)置熱源,利用土壤導熱性及熱源熱輻射進行熱量傳遞,實現(xiàn)土壤的原位加熱。土壤原位電熱導加熱技術(shù)具有加熱設(shè)備易操作、加熱土體中溫度分布均勻等優(yōu)點,可用于污染土壤的原位熱修復和軟土地基原位熱固結(jié)的現(xiàn)場加熱,然而目前對于土壤原位電熱導加熱技術(shù)缺乏系統(tǒng)的研究。本文基于數(shù)值模擬和原位電熱導加熱試驗相結(jié)合的方法,對原位電熱導加熱粉質(zhì)粘土的溫度場和能耗進行研究,以確定電熱導加熱技術(shù)在實際工程中的適用性和經(jīng)濟性,同時基于微觀測試方法分析了原位電熱導對土體的固結(jié)機理。具體研究內(nèi)容包括:通過室內(nèi)試驗,測定了土壤的導熱系數(shù),分析了含水量和溫度對導熱系數(shù)的影響規(guī)律;基于室內(nèi)試驗數(shù)據(jù),利用數(shù)值模擬軟件,建立土壤傳熱的數(shù)值模型,分析了影響土體溫度場分布均勻性的參數(shù);通過室外應(yīng)用試驗,分析了土壤在加熱過程中溫度在空間上的變化規(guī)律及能量消耗規(guī)律;通過對比加熱前后試驗土體的礦物成分和微觀結(jié)構(gòu),分析了土壤含水率一定的情況下加熱溫度對土壤礦物和微觀結(jié)構(gòu)的影響。本文的主要結(jié)論如下:（1）通過對比含水率為0%～25%和溫度為100℃～1000℃的粉質(zhì)黏土導熱系數(shù)的大小,得到粉質(zhì)粘土含水率在0%～20... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１．粒度分布曲線??Ｆｉｇ．?２．１?Ｇｒａｄｉｎｇ?ｃｕｒｖｅ??

?基于原位電熱導的粉質(zhì)黏土高溫處理應(yīng)用研究???釆用ｏｒｉｇｉｎ數(shù)據(jù)分析軟件對圖２．５的數(shù)據(jù)進行線性擬合，得到擬合后曲線的斜率，??運用公式２．１１進行計算，得到土壤的導熱系數(shù)，計算結(jié)果如下表所示：??表２．７不同溫度下的導熱系數(shù)??Ｔａｂ．?２．７?Ｔｈｅｒｍａｌ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ??溫度（°Ｃ）?電壓（ｖ）?電流（Ａ）?熱線長度（ｍ）?斜率（ｏＴ／ｌｎｔ）?導熱系數(shù)（Ｗ／（ｍ＿°Ｃ））??１００?３?０Ｊ９５?０２１５?５．１７６７?０Ｊ７ｌ??３００?３?０．７２５?０．２０５?４．４９０２３?０．１８８??５００?３?０．７５?０．２０５?４．８９２４１?０．１７９??７００?３?０．７６４?０．２０５?５．１００８９?０．１７４??９００?３?０．７３?０．２０５?４．１３４７４?０．２０６??１０００?３?０Ｊ５?０２０５?５．３４６３５?０．１６３??分析圖２．６?土壤溫度與導熱系數(shù)的關(guān)系曲線，可以發(fā)現(xiàn)粉質(zhì)黏土的導熱系數(shù)的大小??與土壤的溫度關(guān)系不顯著。整體上土壤的導熱系數(shù)維持在０．１６—０．２１之間。土壤進過加??熱之后，土壤已經(jīng)完全干燥，土壤的熱量依靠土顆粒之間的傳遞，此時的土壤導熱系數(shù)??整體上表現(xiàn)為較低的水平，烘干土和熱處理土的區(qū)別不明顯。??０．２０?］??一?０．１８」＼??Ｇ?〇．１６：＇?■??Ｖ?０．１４－??＾?０．１２－??—?■??＾?０．１０－??藏?０．０８?－??｜?０．０６－??＃?０．０４－??０．０２－??１００?２

合熱力學第一定律。??３．２．４模型規(guī)模和邊界條件設(shè)置??在ＣＯＭＳＯＬ固體傳熱模擬界面將土壤加熱模型的幾何尺寸設(shè)定為模型材??料依據(jù)４．２．１節(jié)中的參數(shù)進行設(shè)定，整個模型中主要分為熱源模塊、傳熱模塊和模型邊??界個模塊進行設(shè)定。其中熱源模塊在ＯＳＯｍｍｘｉＯＯＯｍｍ的圓柱側(cè)面設(shè)定溫度，模擬土??體加熱熱源；傳熱模塊為整個幾何模型，參數(shù)依據(jù)表３．１，傳熱方式為瞬態(tài)導熱；模型??邊界依據(jù)其接觸形式，將與空氣直接接觸的上邊界設(shè)定為熱對流邊界，將與土體直接接??觸的邊界設(shè)定為熱傳導邊界，圖３．１為模型布置示意圖。？??＇ｉ｜?Ｈｊｌ??Ｗ?．，漏??熱源模塊?加熱模塊?邊界模塊??圖３．１模型布置示意圖??Ｆｉｇ．?３．１?Ｍｏｄｅｌ?ｌａｙｏｕｔ??邊界條件是對土體加熱過程中外在因素的一種模型分析控制手段，原則可以將模型??的邊界條件分為：定溫邊界，即直接給定邊界的溫度分布和隨時間的變化情況；定流邊??界，即直接給定邊界的熱流密度和隨時間的變化情況；變動邊界，即邊界的溫度或?qū)??參數(shù)是隨時間進行變化的，具有一定的變化規(guī)律。本章模型屮的邊界條件將直接跟卞氣??接觸的邊界而熱量散失形式設(shè)定為自然對流，屬于變動邊界，巾」＇？該類邊界條件參數(shù)設(shè)??－２５?－??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]有機污染土壤修復技術(shù)研究進展[J]. 陳婷,楊萍.  環(huán)境研究與監(jiān)測. 2020(01)
[2]燃氣熱脫附技術(shù)修復有機污染場地研究與應(yīng)用進展[J]. 李書鵬,焦文濤,李鴻炫,宋少宇,籍龍杰,劉鵬,詹明秀,王進卿.  環(huán)境工程學報. 2019(09)
[3]土壤電阻加熱技術(shù)原位修復有機污染土壤的關(guān)鍵問題與展望[J]. 焦文濤,韓自玉,呂正勇,馬棟,胡健,田垚,代子俊,王靜.  環(huán)境工程學報. 2019(09)
[4]土壤中PAHs的污染現(xiàn)狀及修復對策[J]. 韓金濤,彭思毅,楊玉春.  環(huán)境科學導刊. 2019(S1)
[5]經(jīng)高溫燒結(jié)處理的淤泥質(zhì)土的微觀結(jié)構(gòu)[J]. 王宜慶,易南概,崔春義,郝憲豪,張棟.  大連海事大學學報. 2019(02)
[6]單根加熱管原位加熱土壤過程中溫度變化規(guī)律[J]. 籍龍杰,劉鵬,韋云霄,陳有鑑,王文峰,楊樂巍,詹明秀,閆利剛,李書鵬.  環(huán)境工程. 2019(02)
[7]土壤有機物污染的化學修復技術(shù)研究[J]. 劉愛寶,曹惠忠,朱輝,陳政,劉娜.  廣東化工. 2019(02)
[8]揮發(fā)性有機物VOCs處理技術(shù)的研究進展[J]. 王瑛.  能源環(huán)境保護. 2018(06)
[9]污染土壤原位熱修復應(yīng)用進展及綜合評價[J]. 杜玉吉,劉文杰,王海剛,靳慶麥.  環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟. 2018(12)
[10]濱海地區(qū)淤泥質(zhì)黏土水泥土攪拌樁施工技術(shù)研究[J]. 李宜成,高國龍,王慶,王殿二,金晶.  廣東土木與建筑. 2018(09)

碩士論文
[1]大連東港地區(qū)淤泥質(zhì)土高溫燒結(jié)處理研究[D]. 張棟.大連海事大學 2016
[2]大連地區(qū)淤泥高溫固結(jié)處理技術(shù)研究[D]. 徐博文.大連海事大學 2016
[3]土壤中揮發(fā)性有機物的氣相抽提處理熱強化技術(shù)研究[D]. 廖志強.華東理工大學 2013
[4]微晶白云母高溫結(jié)構(gòu)變化及其對介電性能的影響[D]. 劉沖.成都理工大學 2009



本文編號：2941879