我國(guó)冬季降雪覆蓋范圍廣,由降雪引起的道路交通安全事故眾多,在損害人們生命安全和財(cái)產(chǎn)安全的同時(shí),道路積雪結(jié)冰給人們的出行造成了極大的不便。重力熱管/土壤源熱泵復(fù)合式道路融雪系統(tǒng)將流體加熱技術(shù)與熱管加熱技術(shù)結(jié)合起來(lái),是一種節(jié)能、高效的道路融雪技術(shù)。本文設(shè)計(jì)、搭建了重力熱管/土壤源熱泵復(fù)合式道路融雪實(shí)驗(yàn)平臺(tái),基于復(fù)合式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)展了一系列實(shí)驗(yàn)研究,在此基礎(chǔ)上,建立了流體加熱路面和熱管加熱路面的數(shù)值計(jì)算模型,驗(yàn)證了模型的可靠性,并進(jìn)行了復(fù)合式系統(tǒng)的數(shù)值模擬研究。主要研究?jī)?nèi)容及成果概括如下:首先,針對(duì)哈爾濱冬季的天氣狀況,設(shè)計(jì)搭建了真實(shí)環(huán)境中的重力熱管/土壤源熱泵復(fù)合式道路融雪系統(tǒng),依托復(fù)合式系統(tǒng)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究,分析了供熱溫度、工質(zhì)流量、環(huán)境溫度、埋管間距等對(duì)路面溫變特性的影響,研究了重力熱管輔助土壤源熱泵對(duì)融雪效果的影響,對(duì)比分析了變頻調(diào)節(jié)前后系統(tǒng)的能耗情況。其次,建立了流體加熱路面和熱管加熱路面的數(shù)值計(jì)算模型,通過(guò)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比,驗(yàn)證了模型的可靠性,將熱阻模型引入熱管加熱路面計(jì)算模型,提高了計(jì)算速度,為數(shù)值模擬熱管加熱路面提供了保證。最后,基于建立的數(shù)值計(jì)算模型,分析了流體加熱路面系統(tǒng)中,不同... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

冰雪路面引起的交通事故目前，作為化學(xué)融雪法之一的灑布融雪劑應(yīng)用最為廣泛，主要是由于其成

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文大類(lèi)，如圖 1-2 所示。.2.1.1 物理方法采用物理方法實(shí)現(xiàn)融雪化冰主要包括人工清除、機(jī)械清除、熱力融冰雪制凍結(jié)鋪裝。（1）清除法人工清除法和機(jī)械清除法都屬于清除法，人工清除法主要依靠人工操作點(diǎn)是可操作性強(qiáng)，缺點(diǎn)是效率低，且耗費(fèi)人力，安全性差。機(jī)械清除方法機(jī)械鏟冰雪和機(jī)械吹雪，其中，機(jī)械鏟冰雪方法由于機(jī)械設(shè)備過(guò)大，造成與路面接觸不充分，致使積雪結(jié)冰清除不徹底，往往達(dá)不到安全行車(chē)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械作業(yè)時(shí)會(huì)影響交通，造成交通堵塞；機(jī)械吹雪僅適用于未被碾壓過(guò)的除雪，且需要除雪與降雪實(shí)時(shí)同步，因此，機(jī)械吹雪不適用于公路除雪。，機(jī)械設(shè)備維護(hù)費(fèi)用較高，總體經(jīng)濟(jì)效益不高[11]。

圖 2-2 冬季融雪負(fù)荷示意圖2.2.2.1 積雪升溫?zé)嶝?fù)荷路面融雪時(shí)，首先將雪的溫度由環(huán)境溫度升高至 0oC，這里將環(huán)境溫度作為雪的初始溫度。其次，雪水的溫度繼續(xù)升高需要一部分熱量。兩部分熱量統(tǒng)稱(chēng)為融雪顯熱。因此，單位面積升高雪溫和雪水溫度所需要的熱量由下式得： 1 w w 0 snow aq S C t 0 +C 0 t (2-2)式中： ρw——水的密度(kg/m3)；S ——降雪速度(mm/hr)；Cw——水的比熱(4.2kJ/kg·oC)；Csnow——雪的比熱(2.1kJ/kg·oC)；t0——雪水的溫度(oC)；ta——空氣的溫度(oC)。哈爾濱地區(qū)降雪速度按大雪標(biāo)準(zhǔn)選取，為 5mm/h，空氣溫度按月平均室外溫度選取，為-26oC，進(jìn)而可算出哈爾濱地區(qū)升高雪和雪水溫度所需的融雪

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]新型LED熱管散熱器性能研究及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 許智.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
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本文編號(hào)：3583017