【摘要】：微波作為一種新型加熱能源,被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,而當其被引進到瀝青路面的加熱修復時,是將瀝青路面料當作一種多孔電解質(zhì)材料,放置于微波場內(nèi)部,在微波的作用下,瀝青路面料內(nèi)部大量極性分子被激化,開始產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)、互相之間碰撞、摩擦,使其內(nèi)部產(chǎn)生大量熱,熱量由內(nèi)及外使瀝青路面整體溫度升高、軟化,從而達到修復路面的目的。為了能進一步提高微波修復瀝青路面的修復效率、提高瀝青路面養(yǎng)護質(zhì)量,對加熱過程中存在的質(zhì)熱傳遞現(xiàn)象的研究必不可少,為此本文做了以下工作:(1)由于瀝青路面料為多孔材料的一種,為了研究微波加熱瀝青路面料過程中存在的傳熱傳質(zhì)機理,首先針對瀝青路面料內(nèi)部所含物理參量進行資料查閱,對影響微波加熱效果的孔隙率、比表面等物理參數(shù)進行了對比分析;然后對微波加熱瀝青路面的研究方式、傳熱理論以及傳質(zhì)理論進行了論述。(2)根據(jù)研究目的,設(shè)計出一種微波加熱瀝青路面料的傳熱傳質(zhì)實驗裝置。該設(shè)備通過稱重儀對被加熱的瀝青路面料進行時時稱重;通過紅外溫度儀對瀝青路面的表面溫度進行測量;通過齒輪升降機構(gòu)來調(diào)節(jié)加熱腔與實驗用瀝青路面料表面之間的距離,以適應(yīng)不同厚度瀝青路面料的實驗研究。(3)為了建立微波作用下瀝青路面的質(zhì)熱耦合模型,在分析瀝青路面的內(nèi)部組成、微波加熱瀝青路面的加熱過程后,結(jié)合基本假設(shè),分別得出了微波加熱瀝青路面的傳熱模型、傳質(zhì)模型,結(jié)合這兩個模型最終得出了質(zhì)熱耦合模型,并利用MATLAB分別對這三個模型進行了數(shù)值模擬。(4)利用COMSOL Multiphysics對質(zhì)熱耦合模型進行了仿真,并分析了不同厚度、不同骨料、不同濕度瀝青路面對微波加熱效果的影響,結(jié)合實驗對仿真結(jié)果進行了對比分析,并討論了實驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果、仿真結(jié)果之間存在一定偏差的原因。
【學位授予單位】：安徽工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U416.217
【圖文】：

在被加工成瀝青路面的過程中，其絕干固相骨架質(zhì)量用絕對含水率來表示瀝青路面料內(nèi)的含水量。面是含水非吸濕性的多孔材料的一種，因此其在干燥架質(zhì)量sm 相同，且瀝青路面料內(nèi)部孔隙中的液相水飽一定聯(lián)系[44]。1 11(1 )s smW Smρ φρ φ= = 1ρ 為瀝青路面料內(nèi)部水分的密度值，sρ 則為瀝青路面料知瀝青路面內(nèi)部孔隙中的液相水飽和度1S 與含水率 W 相水飽和度1S 的取值范圍在[0,1]之間，含水率 W 則可路面料內(nèi)部含水量進行表示，引入了液相水容積密度l , v 1 1lρ = m = φ Sρ固相固相

式較少情況下會應(yīng)用到工程實際中去。（2）微觀方式，考慮到瀝青路面料內(nèi)部存在的微觀結(jié)構(gòu)，將瀝青路面料架設(shè)定為內(nèi)部孔隙中流體以及氣體的邊界，又因為在孔隙內(nèi)部流體分子由行程遠小于孔隙的尺寸，因此可將固相骨架內(nèi)部孔隙中的流體近似為，如此可對流體進行在微觀水平上的傳熱傳質(zhì)分析，進一步可得到瀝青宏觀水平上的參數(shù)影響，這對工程實際問題的分析具有一定的研究價值（3）宏觀方式，所謂宏觀方式就是采用一種假設(shè)，利用虛擬的連續(xù)介質(zhì)程實際中非連續(xù)的瀝青路面多孔介質(zhì)，此虛擬的連續(xù)介質(zhì)是建立在實際的物理基礎(chǔ)之上，利用一定的數(shù)學模型來得到的。在對瀝青路面料內(nèi)部間不做考慮的前提下，假設(shè)瀝青路面內(nèi)相關(guān)物理量的變化情況是連續(xù)且如此假設(shè)是為了在介質(zhì)連續(xù)的情況下，方便利用一般的數(shù)學方式對瀝青究過程進行簡化。絕大多少情況下，對與類似瀝青路面料這種多孔材料學模型都是可以利用宏觀方式進行求解的。

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本文編號：2721665