多年冻土区跑道L型热管—保温板复合道基应用研究

发布时间：2023-12-26 18:20

　　根据民航发展规划,我国将在冻土区修建多座机场,目前多年冻土区的机场跑道道基温控技术研究尚属空白。为解决跑道道基热稳定性问题,基于主动降温+保温的思路,开展了L型热管-保温板复合道基的冻土温控技术研究。主要工作及成果如下:1、根据热管及保温板的降温机理,建立了土体温度控制方程,基于热管的特性,提出热管热阻关系式,构造了空气-热管-土体三者之间的传热模型。2、开展了L型热管及保温板的室内试验。首先对比了工业纯铝、Q235碳素钢及304不锈钢三种材质热管的降温效果,表明工业纯铝材质热管的降温效果最佳。然后采用纯铝材质热管对蒸发段水平角影响程度、弯折角影响程度、有效制冷半径、降温幅度进行了试验。基于冷季最佳降温效果的热管参数,对保温板厚度、保温板埋深进行了试验。结果表明:(1)蒸发段水平角在10°⁴5°范围内,水平角越大降温效果越明显,但不同弯折角度降温幅度范围变化差异较小,同一深度下,温度差值范围在0.1℃⁰.3℃;(2)热管的试验有效制冷半径在1.6m¹.8m;(3)热管的降温幅度在1.7℃⁵.6℃;(...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 冻土温度场研究现状
        1.2.2 冻土工程主要处理措施
        1.2.3 热管技术应用研究现状
        1.2.4 保温板工程应用研究现状
    1.3 本文研究主要内容
    1.4 技术路线
第二章 热管-保温板复合道基温度控制理论模型研究
    2.1 热管-保温板降温机理及影响因素
        2.1.1 热管-保温板降温机理
        2.1.2 热管-保温板降温影响因素
    2.2 热管-保温复合道基温度场控制方程建立
        2.2.1 热管产冷量控制方程建立
        2.2.2 土体温度控制方程建立
        2.2.3 热管热阻关系式
        2.2.4 空气-热管-土体耦合数值传热模型
    2.3 边界条件的确定
        2.3.1 边界条件影响因素
        2.3.2 边界条件分类
        2.3.3 附面层理论
        2.3.4 边界条件确定
    2.4 小结
第三章 热管-保温板复合道基降温模型试验
    3.1 试验简介
        3.1.1 室内试验设备
        3.1.2 室内试验方案
        3.1.3 土质参数确定
        3.1.4 热管及保温板参数确定
    3.2 室内冷季试验结果分析
        3.2.1 温度控制范围
        3.2.2 L型热管壳体材料试验
        3.2.3 L型热管蒸发段水平角度试验
        3.2.4 L型热管弯折角度试验
        3.2.5 L型热管最佳间距试验
    3.3 室内暖季试验结果分析
        3.3.1 温度控制范围
        3.3.2 保温板厚度试验
        3.3.3 保温板最佳埋深试验
    3.4 小结
第四章 热管-保温板复合道基降温效果数值模拟分析
    4.1 有限元模型建立
        4.1.1 有限元模型区域
        4.1.2 土体参数确定
        4.1.3 模型验证
    4.2 无降温措施道基变化规律
        4.2.1 天然土基温度变化规律
        4.2.2 道面土基稳定变化规律
        4.2.3 冻土上限下降对比
    4.3 L型热管-保温板复合道基温度变化规律
        4.3.1 道基温度变化规律
        4.3.2 有无措施对比
        4.3.3 有效降温半径
    4.4 小结
第五章 热管-保温板复合道基构造研究
    5.1 冻土区机场建设勘测要素
    5.2 热管-保温板复合道基构造设计
    5.3 小结
第六章 结论及建议
    6.1 结论
    6.2 建议
致谢
参考文献



本文编号：3875282