我國北方大部分地區(qū)，冬季都會有不同程度的降雪天氣。路面積雪或結冰給交通造成很大的影響，給人民生活和國民經濟造成損失。目前廣泛使用的融雪劑融化方法不僅對路面造成破壞，而且污染環(huán)境。而機械除雪法不夠徹底，并且除雪過程中會阻斷交通。因此，迫切需要尋求一種更為節(jié)能和有效的融雪化冰方法。太陽能—土壤蓄熱融雪是在冬季利用夏季儲存在土壤中的太陽能來融化路面冰雪的方法。這種方法更為安全、有效、環(huán)保和節(jié)能。因此，很多道路包括人行道、車行道、斜坡、橋梁、高速公路以及醫(yī)院緊急進口等都安裝了太陽能—土壤蓄熱融雪系統(tǒng)。本文建立了管壁—土壤—雪耦合模型對太陽能—土壤蓄熱融雪系統(tǒng)融雪機理進行了分析。得出了融雪過程中溫度場和相界面移動規(guī)律，并對系統(tǒng)參數(shù)的選擇進行分析，得出融雪所需時間與影響融雪系統(tǒng)工作特性的一些參數(shù)（外界環(huán)境條件，管徑，埋管深度，管間距）的關系。在此模型基礎上，本文又考慮了將雪作為多孔介質，加入了更為符合實際情況的兩點模型，深化了對雪融化機理的研究。并將這兩種模型進行了對比，分析了兩者的不同之處。在此同時，對夏季土壤蓄熱路基得熱部分進行了初步的模擬計算，得出哈爾濱市某日逐時路面平均溫度、得熱量和出口溫... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

計算模型以及網格劃分Fig.3.2Numeriealmodalandgridgeneration

圖3.3各時刻固相和液相的比例 Fig.3.3proPortionofsolidificationandliquidfractionateachtime離管近的地方，路面溫度高，導致此處雪首先融化。如圖3.3中第一張(10min)所示。隨著時間的延長，離管遠的路面溫度也達到了融雪溫度，此處的雪也漸漸融化。從圖中我們還可以看到，一開始融化的時候，融化速度較快，隨后融化速度逐漸變慢。下面我們就討論一下融化速度隨時間的變化關系。3.5.2融化速度隨時間的變化關系圖3.5為融化過程中液相隨時間變化的曲線。由圖我們可以看出在融化初期，融化的速度快，曲線斜率大，相界面移動速度較快。例如在60005的時候，液相區(qū)域已經達到了50%。這是由于初始階段傳熱面積較大，傳熱熱阻較小，因而在短時間內液相的比例迅速上升;隨著融化出來的水的逐漸增多，導致熱阻不斷增大，因而融化速度降低。

3.5模擬結果3.5.1溫度分布與相變界面規(guī)律圖3.3，圖3.4分別為管徑取25rnrn，管間距取150rnln，埋管深度為50rn們Q，外界環(huán)境溫度為一5度，各時刻融雪界面圖以及溫度圖。從圖中可以看出離管距離近的雪首先融化，離管距離遠的地方后融化。溫度分布是沿管徑逐步變化的。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3124975