對于寒區(qū)路基工程,溫度變化引起的各種熱力學效應是影響路基穩(wěn)定性的主要原因之一。凍土路基病害的本質(zhì)原因在于熱量的收支不平衡特征,即多年凍土在暖季的過度熱輸入和季節(jié)性凍土在冷季的過度熱損失。目前,多年凍土路基“主動冷卻”措施,包括塊石路基、通風管、熱管等,均存在冷卻效率低和季節(jié)匹配性差的不足。季節(jié)性凍土路基凍脹防治措施主要著眼于土質(zhì)改良、水分控制和被動保溫,缺乏對傳熱量的主動調(diào)控。從傳熱學角度分析,寒區(qū)路基熱學穩(wěn)定性維護的最有效途徑在于嚴格控制熱量收支平衡,實時控制多年凍土在暖季的熱輸入和季節(jié)性凍土在冬季的熱損失,兩者分別屬于制冷和供熱問題。制冷與供熱技術在人居環(huán)境調(diào)節(jié)和工業(yè)應用領域,已形成完整成熟的學科體系。制冷和供熱技術均需要能量補償來驅(qū)動不可逆?zhèn)鳠徇^程。中國凍土地區(qū)的太陽能、風能、地熱能等可再生能源分布條件良好,各類新能源利用技術日趨成熟,基于新能源驅(qū)動的制冷技術與供熱技術在寒區(qū)路基工程中具有巨大的應用潛力。本文主要以國家自然科學基金重點項目“面向多年凍土地區(qū)高速鐵路建設的溫控熱樁技術及其環(huán)境影響”（41731281）為依托,基于制冷與集熱技術原理及方法,對常規(guī)蒸氣壓縮式制冷技術、熱... 

【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)】：200 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

中國凍土分布I57

蒸氣壓縮式制冷技術以電力驅(qū)動的機械能作為補償，利用制冷劑氣化吸熱實??現(xiàn)制冷，制冷系數(shù)ＣＯＰ可以達到５．０以上，具有制冷量大、效率高、結(jié)構緊湊、??工作可靠等優(yōu)點。圖１－２為蒸氣壓縮式制冷循環(huán)流程圖，主要包括壓縮機、冷凝器、??節(jié)流機構、蒸發(fā)器四個部件，并用管道連接成一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)。實際制冷系??統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的運行效率、可靠性和安全性，還有一些輔助設備，包括風??機、電磁閥、分配器、干燥器、集熱器、易熔塞、壓力控制器等。??９ｋ??｜?ｆ丨放熱??高壓液體?廠高壓氣體??膨?ＺＺＺＤ??ｇ?冷凝器（工質(zhì)■液化）?Ｌ??＾?％）??？?Ｔ?蒸發(fā)器（工質(zhì)汽化）???降Ｉ低壓麵氣廠１?Ｌ￡Ｊ臟機??５?１?■?１?一￣Ｓ氣體?Ｉ??Ｉｆｆ！??圖１－２蒸氣壓縮制冷循環(huán)流程圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｃｙｃｌｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｖａｐｏｒ?ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ?ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ??壓縮機是壓縮式制冷系統(tǒng)的心臟和主要耗能部件，起吸入、壓縮、輸送制冷??劑蒸氣的作用，有活塞式、離心式、螺桿式等類型。開發(fā)新型壓縮機是提高制冷??效果最直接的措施，其中變頻壓縮機采用高效的無刷電機及變頻技術提高壓縮機??的運行效率和節(jié)能性能［￣。在新能源驅(qū)動壓縮式制冷技術方面，馮毅等提出一??種通過風能直接驅(qū)動壓縮機的制冷系統(tǒng)，具體原理為在風力機與壓縮機之間設置??一個變速機構

適用于小型化制冷系統(tǒng)。同時，由于系統(tǒng)的運動部件少，結(jié)構簡單，抗??震動性能好，特別適合于船舶、機車以及顛簸、振動的場合。??吸附式制冷系統(tǒng)的組成和流程如圖１－３所示，主要包括吸附床（集熱器）、冷??凝器、蒸發(fā)器。制冷循環(huán)過程為，吸附床溫度升高時，吸附劑和制冷劑形成的混??合物發(fā)生脫附，脫附產(chǎn)生的高溫高壓氣體進入冷凝器，冷凝后的制冷劑液體進入??蒸發(fā)器。吸附床溫度降低時，制冷劑蒸發(fā)吸熱而產(chǎn)生制冷效果，制冷劑氣體進入??吸附發(fā)生器，被吸附后形成新的混合物，完成一次制冷循環(huán)。??１４??

【參考文獻】：
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本文編號：2967530