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热管措施下锥柱式桩基础传热过程及降温效果预测研究 总被引：3，自引：2，他引：1
针对青藏直流联网工程塔基热稳定性问题,建立空气-热管-土体耦合传热数学模型,并利用该模型开展锥柱式基础传热过程及热管冷却降温效果的模拟预测研究. 结果表明：冷季热管工作期间,其周围地温梯度明显较大且呈“纺锤形”分布. 同时,由于锥柱式基础及其底座为热的良导体,热管产生的冷量通过锥柱式基础及其底座快速向基础底部传递,使得基础下部形成大范围低温冻土,这对主要考虑融沉病害的锥柱式基础而言十分有利. 暖季热管停止工作期间,浅层地温主要受环境温度影响,锥柱式基础附近融化深度大于天然地表下,二者差值约35 cm. 通过热管剖面及无热管作用中间剖面地温对比,发现单一塔腿在4根热管措施作用下,锥柱式基础周围多年冻土地温分布较为均匀,可避免冻土地基的显著不均匀沉降变形. 热管周围土体快速降温过程主要集中在前5 a,之后受气候变暖影响桩基础及天然地表以下上限深度不断增加,多年冻土地温缓慢升高. 50 a气温升高2.6 ℃背景下,锥柱式基础下部多年冻土仍保持冻结状态,能够满足青藏直流联网工程对于冻土地基热稳定性要求. 相似文献
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一、基本思路自然条件下的陆地蒸发直接体现热量交换过程与水量交换过程间的联系,是水分和热能的综合表现。湿润地区下垫面经常处于充分供水的状态,年陆地蒸发主要决定于热能条件。在一定流域,太阳辐射热能年际变化情况,可以间接用水体蒸发年际变化来论证。我们用了闽江古田蒸发实验站20平方米蒸发池观测的逐年水面蒸发资料(见表1)计算其偏差系数 相似文献
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塔里木盆地中下寒武统蒸发岩是寒武系盐下地层勘探成功的关键要素之一，研究其分布特征、发育模式对该地区油气勘探具有重要意义。本次研究综合区域地质背景、岩心薄片特征和钻井资料等，识别了塔里木盆地中下寒武统蒸发岩的岩石类型，刻画了蒸发岩的平面分布和沉积相展布，并建立了蒸发岩的发育模式。结果表明：(1)塔里木盆地中下寒武统蒸发岩以盐岩类和膏岩类为主，表现为下寒武统蒸发岩厚度小，仅在盆地西部局限分布，无聚盐中心，而中寒武统蒸发岩的厚度和分布范围均增大，以巴楚隆起为聚盐中心，呈厚层状在巴楚—塔中—塔北一带大面积分布。(2)下寒武统肖尔布拉克组蒸发岩为缓坡背景下的潮上“萨布哈”和“滩后浅水蒸发潟湖”成因，吾松格尔组蒸发岩为局限台地背景下的潮上“萨布哈”成因；中寒武统沙依里克组和阿瓦塔格组蒸发岩为蒸发台地背景下周期性封闭盆地“干化蒸发”成因，分布具有由内至外盐岩—膏岩—白云岩—泥岩的“牛眼式”沉积特征。上述研究结果深化了对塔里木盆地膏盐岩—碳酸盐岩共生体系的认识，不仅为塔里木盆地寒武系优质盖层预测以及有效储盖组合的分布研究提供了新的参考信息，也为寒武系盐下勘探部署提供了重要理论支撑。 相似文献
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水力式土壤蒸发器的适应性改进及初步试验顾承志，刘圣保（安徽省水文总站淠史杭蒸发试验站）水力式土壤蒸发器是目前研究陆面蒸发的较好仪器，我站在中国科学院北京地理所的帮助下，于１９８２年按原设计图纸制作并安装了３台。通过７年来的观测试验，笔者认为该仪器具有... 相似文献
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包气带水分运移问题讲座(四) 蒸发条件下土壤水分运动(上) 总被引：5，自引：0，他引：5
一、蒸发条件下土壤水分运动的基本微分方程式及定解条件 (一)蒸发条件下土壤水分运动的基本微分方程式 在第二讲中我们已经介绍了无作物根系吸水情况下土壤水分运动基本微分方程式的各种形式。 相似文献
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构造体制极大地制约着地球和其他太阳系类地天体（类地行星、岩石质卫星和小行星等）的地表散热、内部温度和物质演化。现有的少量地质记录表明，地球在板块构造启动之前就存在非常活跃的"前板块构造"运动并可能对其早期壳幔分异产生了重要的影响，在这些构造体制下，物质和能量循环的规模和速率可能是后续的板块运动无法比拟的。但受限于早期地质记录的稀缺以及研究手段不成熟等因素，对前板块构造运动的研究一直被学界所忽视，人们对其的认识主要局限于停滞盖层（stagnant-lid tectonics）等。长期以来的空间探测和地基观测表明，木星系统的木卫一存在大规模的火山活动，随之形成了极高的地表热流和地表更新速率以及活跃的造山作用。这些观测事实不同寻常，颠覆了人们对类地天体构造演化模式的一些固有认识，需要新的构造模式——"热管构造"（heat-pipe tectonics）予以解释，其涵义为：类似木卫一上的大规模火山作用可使类地天体的软流圈-岩石圈-地表之间发生快速的物质和能量循环，该循环以岩浆的形成-上升-喷发-冷却和沉降-折返为主要形式，可将天体内部的热散快速散发到外太空。上述过程涉及类地天体内、外部之间物质的大规模、快速迁移和相变，其导热原理与热管相同，因而被称为"热管构造"，其散热效率远高于现今大多数类地天体单纯依赖岩石圈进行内外热传导的停滞盖层构造，以及地球上以板块的形成和俯冲过程主导内部散热的板块构造体制。尽管早期地球与木卫一在内生热机制等方面存在显著差异，但二者的内部温度和内生热率较高，导致其岩浆作用总体均较为活跃，这些关键动力学特征的相似性暗示其构造体制可能类似。因此，研究木卫一的热管构造体制对揭示地球的前板块构造的性质和演化有重要的启示意义。本文综述了近40年来人类对木卫一的主要探测成果，论述了热管构造提出的必要性和依据，总结了该构造体制的特征和发生条件，讨论了早期地球发生热管构造的可能性。早期地球可能经历了热管构造阶段，期间地球通过大规模火山作用散发了内部热量、促进了壳幔分异，并在地球内生热作用减弱、热管构造不能继续维持时被板块构造等取代。由于热管构造的垂向物质循环较为强烈，不利于保留TTG等低密度的壳幔分异产物，我们依据TTG大规模形成的时间上限推测：地球发生热管构造时间可能限于冥古宙-始太古代时期（约38亿年以前）。由于前板块构造时期地球自身的地质记录十分有限，对其热管构造体制的性质和确切的形成条件等很大程度上需要从木卫一获得答案。 相似文献
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我系研究了激光全蒸发固体进样-ICP系统,首次采用连续激光蒸发固体物质进行分析,比较了连续激光和脉冲激光蒸发固体物质的异同点。针对连续激光的特点,提出了“激光全蒸发” 的新概念,设计出“激光全蒸发-ICP” 系统,并对该系统进行了优化,取得了非常满意的效果。 1.配合该系统的需要,设计出千斤顶直压式压片机,使制备几毫克的小样片成为可能,改善了制样条件,样品制备简单快速。 相似文献
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通过工程实例，详细介绍了活动式偏心楔的结构，制作技术以及人工弯曲定向钻孔施工工艺。利用弯钻杆在倾斜钻孔中其弯曲方向始终指向钻孔倾斜方向的原理，对活动式偏心楔进行间接定向，为今后施工人工弯曲定向钻孔提供理论指导和实践经验。 相似文献
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盐化环境(盐湖、盐沼和盐渍化土壤)中的细菌和藻类,对蒸发岩建造中的许多矿床的形成起着直接的或间接的影响.本文对目前生物成矿作用研究现状作了简要分析,且提出了若干亟待研究的课题. 相似文献
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针对透壁通风管路堤中透壁通风管管壁与空气之间的对流换热和土体水分通过管壁小孔的蒸发散热机制,分析了开孔率、风速及含水率等因素对透壁通风管管壁对流换热和水分蒸发散热的影响,并具体给出了管壁对流换热系数和蒸发散热系数的计算公式。冬季路堤由于冻土层未冻水含量较小而使管壁小孔的水分蒸发散热较弱,路堤总的降温效果主要由管壁对流换热效应控制,而暖季通风管内空气与管壁的对流换热效应可使路堤土体增温,同时,由于通风管周围融土的未冻水含量较大,而使得通过管壁小孔的水分蒸发散热较强,可部分或全部抵消对流换热引起的增温效应,而有利于路堤的稳定。 相似文献
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泥浆冷却技术是天然气水合物钻探的关键技术之一,低温泥浆可以抑制天然气水合物在钻进和提钻过程中分解,有利于钻获水合物实物样品。新型天然气水合物钻井泥浆冷却系统主要包括载冷剂制冷器、翅片管式换热器、温度监测与记录和防冻装置4部分。制冷机组采用变频启动,减小了野外施工中配套发电机的功率,大幅度降低油料消耗;翅片管式换热器中泥浆与载冷剂对流换热,换热面积大,换热效率高;温度监测与记录装置对4个关键节点的温度进行监测和记录,同时防冻装置可防止泥浆在换热器中结冰堵塞,影响正常使用。运用传热学和流体力学理论对泥浆与载冷剂对流换热过程进行计算,在满足制冷要求的前提下,换热器换热面积是10.58 m2,管路压力损失为0.34 MPa。 相似文献
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通过4种不同实验条件下透壁通风管开放碎石路堤试样室内试验研究了通风情况对透壁通风管增强开放碎石路堤降温效应的影响。比较4种实验结果发现,透壁通风管开放碎石路堤存在碎石表面单纯热传导传热、外界空气通过碎石路堤开放表面与碎石层内孔隙空气直接循环产生的强迫对流传热、通风管管壁与管内空气的对流换热以及管内空气通过管壁透气小孔与附近碎石层内孔隙空气直接循环产生的强迫对流传热4种传热过程。对于仅负温通风的透壁通风管开放碎石路堤,通过开放表面及管壁透气小孔使外界冷空气与碎石层内孔隙空气形成循环,从而显著增强了路堤冬季冷空气引起的降温效应。 相似文献
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针对青藏高原冻土区高速公路拟采用的透壁通风管碎石路堤,进行了表面开放和封闭透壁通风管碎石试样降温效果的室内试验,分析比较了表面开放和封闭边界条件对透壁通风管负温通风增强碎石路堤降温效果的影响差异。分析表明,表面开放和封闭透壁通风管碎石路堤都以外界空气通过管壁透气小孔与通风管附近碎石区域孔隙空气循环产生的强迫对流传热增强降温作用,另外,表面封闭透壁通风管碎石路堤能够在上部碎石区域产生孔隙空气循环的自然对流降温效应。因此,表面封闭透壁通风管碎石路堤的降温效果更为显著。 相似文献
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A 3D discrete FEM iterative algorithm for solving the water pipe cooling problems of massive concrete structures 
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下载免费PDF全文 Water pipe cooling has been widely used for the temperature control and crack prevention of massive concrete structures such as high dams. Because both under‐cooling and over‐cooling may reduce the efficiency of crack prevention, or even lead to great harm to structures, we need an accurate and robust numerical tool for the prediction of cooling effect. Here, a 3D discrete FEM Iterative Algorithm is introduced, which can simulate the concrete temperature gradient near the pipes, as well as the water temperature rising along the pipes. On the basis of the heat balance between water and concrete, the whole temperature field of the problem can be computed exactly within a few iteration steps. Providing the pipe meshing tool for building the FE model, this algorithm can take account of the water pipe distribution, the variation of water flow, water temperature, and other factors, while the traditional equivalent algorithm based on semi‐theoretical solutions can only solve problems with constant water flow and water temperature. The validation and convergence are proved by comparing the simulated results and analytical solutions of two standard second‐stage cooling problems. Then, a practical concrete block with different cooling schemes is analyzed and the influences of cooling factors are investigated. In the end, detailed guidance for pipe system optimization is provided. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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地埋管热泵换热系统是一种在开发利用浅层地热能过程中应用非常广泛的热交换系统。本文依托山东省国土资源厅实施的聊城市浅层地温能调查评价项目,对聊城市某小区内的地埋管热泵换热系统安装温度自动采集监测装置,2016年采集一个完整制冷期的地温变化数据,通过监测地埋管热泵系统换热孔和周边一定距离内监测孔内温度变化,绘制换热孔和监测孔一定时间范围内温度随时间和距离的关系变化曲线,分析换热孔在吸收热量后温度通过土壤介质的传播速率和最大影响半径,从而为实际地埋管热泵换热系统工程设计提供了依据。 相似文献
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不同土壤类型与含水率对水平埋管换热性能影响数值分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为揭示地源热泵系统水平埋管换热器在不同土壤类型中的换热性能,基于土壤毛管水理论知识,结合数值模拟的研究手段,探讨了蓄能不同类型土体内(砂土、壤土、黏土)三相组成的差异对水平埋管换热器换热特性的影响规律。结果表明,在通入308.15 K制冷工况下,水平管在壤土中的出水温度降低至303.3 K,进出口水温差为4.9 K,埋管单位延米换热量37.1 W/m,水平管在壤土中的制冷换热效益显著;不同土壤(砂土、壤土、黏土)在经历相同制冷周期下,水平管的换热过程对壤土的温度场分布影响最小,管体在壤土中运行时热堆积风险系数最低。研究表明,水平管与土壤的换热性能同时受土壤比热容与土壤导热系数的影响,提高土壤导热系数比提高土壤比热容获得的效益更加显著。可以通过压实回填、减少土壤孔隙率、提高固相回填材料导热系数、加大布管深度以提高回填材料含水率等方法来强化埋管的换热性能。 相似文献
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为了研究影响地埋管周围土壤冻结的因素,文章建立了模拟严寒地区热失衡状态下地源热泵冬季运行情况的实验装置。实验研究了进口流体温度、土壤体积含水率和土壤初始温度对地埋管周围土壤冻结的影响。结果表明:进口流体温度变化改善了埋管周围的温度场,有利于埋管换热器换热;随着土壤初始温度升高,减小了土壤物性参数的变化,增加了地埋管换热器的换热量;土壤体积含水率的增加,强化了周围土壤与地埋管换热器的换热作用,有利于提高地埋管的出口流体温度和取热值。 相似文献