溫度作用下非飽和土中濕熱傳遞及污染物遷移的試驗研究
發(fā)布時間:2021-09-02 10:09
近年來,多孔介質(zhì)中熱、水、力耦合及污染物遷移的研究是環(huán)境巖土領(lǐng)域的一個重要內(nèi)容,在地熱資源開發(fā)、核廢料處置等領(lǐng)域有著很好的實用價值。通過相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),目前關(guān)于循環(huán)升降溫作用下非飽和土中的濕熱傳遞及溫度作用下重金屬離子遷移的試驗研究幾乎沒有。因此,本文通過自行研制的試驗裝置,開展了不同升降溫過程中非飽和土的濕熱傳遞及加熱時間、初始含水率和干密度等因素對鉛離子遷移過程影響的試驗研究,主要工作內(nèi)容有以下幾點:(1)經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn),水分傳感器所測的體積含水率讀數(shù)受溫度變化影響較大,因此對試驗所用水分傳感器進行了校準。結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者之間存在線性關(guān)系,利用該數(shù)量關(guān)系對各個傳感器在后續(xù)試驗中所測數(shù)據(jù)進行校準。另外對不同干密度的高嶺土進行了滲透系數(shù)的測定試驗,確定了其滲透系數(shù)與干密度之間的關(guān)系。(2)對不同初始含水率的土柱進行了單一升溫、單一降溫過程中的濕熱傳遞試驗。結(jié)果表明,升溫過程中,離熱源端越遠,初始含水率越高,其溫度值越低,溫度變化越慢,穩(wěn)定所需的時間越長,有一定的溫度影響范圍;降溫過程與升溫過程類似,但穩(wěn)定時的溫度值趨于一致。升溫過程中其濕度場分布情況為:離熱源端越近,初始含水率越低,濕度峰值現(xiàn)象...
【文章來源】:北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:96 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1熱-水-力-運移之間的相互關(guān)系??Fig.?1-1?Relationship?between?heat-water-force-migration??
以及不同干密度高嶺土的滲透系數(shù)測定試驗。??3.1試驗裝置??試驗裝置整體示意圖如圖3-1所示,主要包括恒溫熱源部分、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)??土柱試驗筒和保溫裝置等四部分。主要儀器設(shè)備有:耐高溫有機玻璃筒、溫度傳??感器、水分傳感器、溫度數(shù)據(jù)采集器(JY-DAM-TC16)、水分數(shù)據(jù)采集器(EM50)、??恒溫循環(huán)水浴箱(HH-601型號)、不銹鋼恒溫水浴端頭、尼龍繩、保溫棉、橡膠??管、電腦等。詳細說明如下:??mm眉??圖3-1試驗裝置??Fig.3-1?Test?device??3.1.1恒溫熱源部分??為了給試驗土柱兩端提供穩(wěn)定的恒溫熱源,試驗室采購了兩臺恒溫循環(huán)水浴??箱(HH-601型號)用于給試驗裝置進行循環(huán)加熱,如圖3-2所示。它采用進口不銹??鋼板及工藝生產(chǎn)制造,具有控溫精度高,抗腐蝕強,造型美觀,使用壽命長等特??23??
±0.1°C。循環(huán)水泵流速為4L/min,盛水容量為20L。水浴箱設(shè)有輸出、輸入管道,??借助橡膠管與外部的管道之間形成閉合回路,實現(xiàn)了持續(xù)循環(huán)加熱的功能。??圖34循環(huán)水浴箱??Fig.3-2?Circulating?water?bath??3.1.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)??(1)溫度傳感器及采集器??本試驗采用K型熱電偶傳感器(見圖3-3)來對土柱中測點溫度進行實時測量,??以此了解土柱中溫度場的分布情況。K型熱電偶的探頭直徑為2mm,長度為??15_,引線線徑為2x〇.3mm,可直接測定各種生產(chǎn)中從0°C到1300°C范圍的液??體和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度,具有線性度好、體積小、靈敏度高、穩(wěn)定性??好、抗氧化性能強、價格實惠等優(yōu)點。K型熱電偶的測量原理是通過測量兩種不??同成份導體間的熱電勢進行溫度測量,實際溫度值=熱電勢返回值x〇.l。??I?肩g義lii:人?…??鼻:??圖3-3溫度傳感器及采集器??Fig.3-3?Temperature?sensor?and?collector??本試驗采用型號為JY-DAM-TC16的溫度采集器(見圖3-3),它具有16個數(shù)??24??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]濃度及滲流速度變化時污染物運移過程的求解[J]. 郭志光,白冰. 中國環(huán)境科學. 2017(02)
[2]土壤一維熱濕傳遞實驗臺的研制及模型試驗[J]. 曾召田,呂海波,徐云山,唐雙慧,賀海洋. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2016(04)
[3]不同土質(zhì)條件下土壤高溫蓄熱中熱濕傳遞的實驗研究[J]. 陳紅兵,丁翰婉,劉松雨,吳瑋. 太陽能學報. 2015(09)
[4]土壤高溫蓄熱過程中熱濕傳遞特性的數(shù)值研究[J]. 陳紅兵,吳瑋,張磊,褚賽,丁翰婉. 可再生能源. 2015(09)
[5]滲透作用下多孔介質(zhì)中懸浮顆粒的遷移過程研究[J]. 白冰,張鵬遠,宋曉明,郭志光,陳星欣. 巖土工程學報. 2015(10)
[6]鉛和鉻污染包氣帶及再釋放規(guī)律的實驗研究[J]. 陳子方,趙勇勝,孫家強,白靜,劉璐,周睿. 中國環(huán)境科學. 2014(09)
[7]溫度梯度下土壤鹽分遷移過程的數(shù)值模擬[J]. 王華軍,路俊超,楊賓,齊承英. 太陽能學報. 2014(06)
[8]重力勢作用下非飽和黃土水分遷移試驗研究[J]. 岳彩坤. 西部探礦工程. 2014(03)
[9]雙熱源作用下土壤高溫熱濕遷移數(shù)值模擬[J]. 王華軍,路俊超,楊賓,齊承英. 太陽能學報. 2013(11)
[10]非飽和黏土中鎘離子遷移規(guī)律的數(shù)值分析[J]. 張衛(wèi)紅,鄭明新,李旭. 工程建設(shè)與設(shè)計. 2013(01)
博士論文
[1]高溫三軸應力下花崗巖蠕變—滲透—熱破裂規(guī)律與地熱開采研究[D]. 張寧.太原理工大學 2013
[2]基于多孔介質(zhì)理論的土體多場耦合模型及其在非飽和土本構(gòu)建模中的應用[D]. 蔡國慶.北京交通大學 2012
[3]土壤中重金屬運移的數(shù)值模擬及不確定性分析[D]. 林青.青島大學 2011
[4]填埋場污染物運移數(shù)值分析及安全防滲系統(tǒng)設(shè)計方法探討[D]. 張金利.大連理工大學 2006
[5]多年凍土地區(qū)路基水熱力場耦合效應研究[D]. 毛雪松.長安大學 2004
[6]非飽和土中熱—水力—力學—傳質(zhì)耦合過程模擬及土壤環(huán)境工程中的應用[D]. 武文華.大連理工大學 2002
碩士論文
[1]熱源作用下含濕土壤一維熱濕遷移的實驗研究[D]. 鄧宏凱.太原理工大學 2017
[2]溫度梯度下土壤滲流與污染物遷移的數(shù)值模擬[D]. 孫露露.揚州大學 2015
[3]含濕土壤熱濕遷移敏感性規(guī)律的研究[D]. 楊久順.河北工業(yè)大學 2015
[4]絕熱坑槽內(nèi)土壤熱濕遷移的研究[D]. 鹿凱凱.青島理工大學 2013
[5]重金屬在高嶺土中對流—彌散參數(shù)的測試研究[D]. 鐘孝樂.浙江大學 2013
[6]重金屬污染物在多孔介質(zhì)中的遷移模型與仿真[D]. 張洋.重慶大學 2012
[7]鉻渣中Cr(Ⅵ)溶解釋放及其在土壤中遷移規(guī)律研究[D]. 李航彬.中南大學 2011
[8]高溫儲熱過程中含濕土壤的熱濕遷移特性研究[D]. 冀海燕.河北工業(yè)大學 2011
[9]熱濕傳遞綜合作用下地源熱泵運行特性分析[D]. 杜梅霞.河北工程大學 2011
[10]重金屬污染物在土壤環(huán)境系統(tǒng)中運移的建模與仿真[D]. 覃邦余.廣西師范大學 2009
本文編號:3378822
【文章來源】:北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:96 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1熱-水-力-運移之間的相互關(guān)系??Fig.?1-1?Relationship?between?heat-water-force-migration??
以及不同干密度高嶺土的滲透系數(shù)測定試驗。??3.1試驗裝置??試驗裝置整體示意圖如圖3-1所示,主要包括恒溫熱源部分、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)??土柱試驗筒和保溫裝置等四部分。主要儀器設(shè)備有:耐高溫有機玻璃筒、溫度傳??感器、水分傳感器、溫度數(shù)據(jù)采集器(JY-DAM-TC16)、水分數(shù)據(jù)采集器(EM50)、??恒溫循環(huán)水浴箱(HH-601型號)、不銹鋼恒溫水浴端頭、尼龍繩、保溫棉、橡膠??管、電腦等。詳細說明如下:??mm眉??圖3-1試驗裝置??Fig.3-1?Test?device??3.1.1恒溫熱源部分??為了給試驗土柱兩端提供穩(wěn)定的恒溫熱源,試驗室采購了兩臺恒溫循環(huán)水浴??箱(HH-601型號)用于給試驗裝置進行循環(huán)加熱,如圖3-2所示。它采用進口不銹??鋼板及工藝生產(chǎn)制造,具有控溫精度高,抗腐蝕強,造型美觀,使用壽命長等特??23??
±0.1°C。循環(huán)水泵流速為4L/min,盛水容量為20L。水浴箱設(shè)有輸出、輸入管道,??借助橡膠管與外部的管道之間形成閉合回路,實現(xiàn)了持續(xù)循環(huán)加熱的功能。??圖34循環(huán)水浴箱??Fig.3-2?Circulating?water?bath??3.1.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)??(1)溫度傳感器及采集器??本試驗采用K型熱電偶傳感器(見圖3-3)來對土柱中測點溫度進行實時測量,??以此了解土柱中溫度場的分布情況。K型熱電偶的探頭直徑為2mm,長度為??15_,引線線徑為2x〇.3mm,可直接測定各種生產(chǎn)中從0°C到1300°C范圍的液??體和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度,具有線性度好、體積小、靈敏度高、穩(wěn)定性??好、抗氧化性能強、價格實惠等優(yōu)點。K型熱電偶的測量原理是通過測量兩種不??同成份導體間的熱電勢進行溫度測量,實際溫度值=熱電勢返回值x〇.l。??I?肩g義lii:人?…??鼻:??圖3-3溫度傳感器及采集器??Fig.3-3?Temperature?sensor?and?collector??本試驗采用型號為JY-DAM-TC16的溫度采集器(見圖3-3),它具有16個數(shù)??24??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]濃度及滲流速度變化時污染物運移過程的求解[J]. 郭志光,白冰. 中國環(huán)境科學. 2017(02)
[2]土壤一維熱濕傳遞實驗臺的研制及模型試驗[J]. 曾召田,呂海波,徐云山,唐雙慧,賀海洋. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2016(04)
[3]不同土質(zhì)條件下土壤高溫蓄熱中熱濕傳遞的實驗研究[J]. 陳紅兵,丁翰婉,劉松雨,吳瑋. 太陽能學報. 2015(09)
[4]土壤高溫蓄熱過程中熱濕傳遞特性的數(shù)值研究[J]. 陳紅兵,吳瑋,張磊,褚賽,丁翰婉. 可再生能源. 2015(09)
[5]滲透作用下多孔介質(zhì)中懸浮顆粒的遷移過程研究[J]. 白冰,張鵬遠,宋曉明,郭志光,陳星欣. 巖土工程學報. 2015(10)
[6]鉛和鉻污染包氣帶及再釋放規(guī)律的實驗研究[J]. 陳子方,趙勇勝,孫家強,白靜,劉璐,周睿. 中國環(huán)境科學. 2014(09)
[7]溫度梯度下土壤鹽分遷移過程的數(shù)值模擬[J]. 王華軍,路俊超,楊賓,齊承英. 太陽能學報. 2014(06)
[8]重力勢作用下非飽和黃土水分遷移試驗研究[J]. 岳彩坤. 西部探礦工程. 2014(03)
[9]雙熱源作用下土壤高溫熱濕遷移數(shù)值模擬[J]. 王華軍,路俊超,楊賓,齊承英. 太陽能學報. 2013(11)
[10]非飽和黏土中鎘離子遷移規(guī)律的數(shù)值分析[J]. 張衛(wèi)紅,鄭明新,李旭. 工程建設(shè)與設(shè)計. 2013(01)
博士論文
[1]高溫三軸應力下花崗巖蠕變—滲透—熱破裂規(guī)律與地熱開采研究[D]. 張寧.太原理工大學 2013
[2]基于多孔介質(zhì)理論的土體多場耦合模型及其在非飽和土本構(gòu)建模中的應用[D]. 蔡國慶.北京交通大學 2012
[3]土壤中重金屬運移的數(shù)值模擬及不確定性分析[D]. 林青.青島大學 2011
[4]填埋場污染物運移數(shù)值分析及安全防滲系統(tǒng)設(shè)計方法探討[D]. 張金利.大連理工大學 2006
[5]多年凍土地區(qū)路基水熱力場耦合效應研究[D]. 毛雪松.長安大學 2004
[6]非飽和土中熱—水力—力學—傳質(zhì)耦合過程模擬及土壤環(huán)境工程中的應用[D]. 武文華.大連理工大學 2002
碩士論文
[1]熱源作用下含濕土壤一維熱濕遷移的實驗研究[D]. 鄧宏凱.太原理工大學 2017
[2]溫度梯度下土壤滲流與污染物遷移的數(shù)值模擬[D]. 孫露露.揚州大學 2015
[3]含濕土壤熱濕遷移敏感性規(guī)律的研究[D]. 楊久順.河北工業(yè)大學 2015
[4]絕熱坑槽內(nèi)土壤熱濕遷移的研究[D]. 鹿凱凱.青島理工大學 2013
[5]重金屬在高嶺土中對流—彌散參數(shù)的測試研究[D]. 鐘孝樂.浙江大學 2013
[6]重金屬污染物在多孔介質(zhì)中的遷移模型與仿真[D]. 張洋.重慶大學 2012
[7]鉻渣中Cr(Ⅵ)溶解釋放及其在土壤中遷移規(guī)律研究[D]. 李航彬.中南大學 2011
[8]高溫儲熱過程中含濕土壤的熱濕遷移特性研究[D]. 冀海燕.河北工業(yè)大學 2011
[9]熱濕傳遞綜合作用下地源熱泵運行特性分析[D]. 杜梅霞.河北工程大學 2011
[10]重金屬污染物在土壤環(huán)境系統(tǒng)中運移的建模與仿真[D]. 覃邦余.廣西師范大學 2009
本文編號:3378822
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