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辽宁大隆矿区矿井巷道空气温度的数值模拟与分析 总被引：2，自引：0，他引：2
为解决深部开采带来的巷道内温度过高而没有对热量加以利用的问题,采用传热学、计算流体力学理论,对巷道围岩—空气换热系统进行了三维数值计算,研究了在渗流和无渗流条件下巷道内部温度场随巷道空气入口雷诺数的变化规律。计算结果表明:在巷道长度方向0～50m范围内温升不明显,超过50m后温度增加明显,并且随着长度增加温度相应增加;渗流情况下,巷道空气出口平均温度高于无渗流情况下巷道空气出口平均温度;渗流情况下,雷诺数在1.3×105～3.5×105、11.33×105～3.5×105间平均总传热系数大于无渗流情况下平均总传热系数。控制巷道空气入口雷诺数是解决巷道内温度过高和对热量加以利用的关键。以上结论为矿井热害的综合治理、基于巷道风热量利用的空气源热泵系统的优化设计提供了重要依据。 相似文献
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顺和西煤矿区地温特征及其影响因素分析 总被引：1，自引：0，他引：1
顺和西煤矿区属华北地台型含煤沉积、石炭、二叠系为其主要含煤地层,山西组的二：煤层为主采煤层,埋深585～1585m。由于永城隐伏背斜两翼发育的次级宽缓褶曲及其高角度断层,控制着本区含煤地层的分布,故该矿区的地温亦受各种地质因素的作用与控制,表现为同一水平地层越老温度越高,背斜轴部地温和增温率均高于向斜轴部;中北部地温梯度较高,增温异常;南部、东北局部地温梯度较低,增温正常;地温梯度随深度的增加而减小,并在岩浆侵入地段与非侵入地段也有明显差异。地温随深度或煤层埋深的增大而增高。二：煤层除局部较浅地段为一级热害区外,二级热害区基本覆盖全区。 相似文献
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矿井下温度过高,便会形成热害。煤田地质勘探阶段,要查明矿区有无热害及热害的范围、程度和热害产生的原因,为防治矿山热害提供基础资料。研究矿区地热场及其区域特征,对指导煤矿区的地热勘探及矿山热害的防治都具有积极意义,本文试图对此作一些初步探讨,以供讨论。 相似文献
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为研究改变地下径流条件时对U型地埋管换热器周围温度场恢复的影响,对北京某区实验基地U型地埋管进行夏季换热实验。通过抽水实验改变地下径流条件,取得了地源热泵系统的运行参数以及周边温度场变化趋势,通过COMSOL软件模拟三维U型地埋管在多场耦合作用下的换热过程,改变径流条件得到了换热孔周围0.5 m、1 m地温场恢复曲线,得到U形管口出口温度等。地下水径流能引起地埋管周围温度场的变形,地埋管周围温度场的迁移变化方向同地下径流速度场方向一致。对比实验值得出:运行稳定后地埋管的出口温度模拟值与实际值工况接近,地埋管在10 m、120 m处的温度模拟值与实验值吻合好,地埋管深5 m、48 m、89 m处周围0.5 m、1m的温度恢复比原始地温高1℃左右,与实际监测结果相同,证明了数值模拟的正确性。在此基础上预测了加大径流条件下的地温场恢复情况,并分析了原因。此三维模型可研究不同土壤分层构造、地下水不同流速、人为改变地下流场条等复杂三维多场耦合问题,可初步预测实际工程中,换热群井运行过程中地下温度场的变化。为进一步研究土壤分层和地下水分层流动下,地埋管群井周围温度场变化奠定了基础。 相似文献
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以安徽祁南矿东风井冻结法凿井为工程背景,以多圈管冻结的不同土性表土层为研究对象,基于冻结孔实际成孔位置,应用有限元软件COMSOL Multiphysics分别建立埋深218 m钙质黏土层位、埋深225 m细砂层位和埋深259 m砂质黏土层位3个不同土性、不同埋深的冻结温度场数值计算模型,并结合现场实测数据,分层计算分析了其冻结壁温度场时空演化规律,结果表明:在相同冻结条件下,埋深225 m细砂层位冻结壁有效平均温度比埋深259 m砂质黏土层位和埋深218 m钙质黏土层位分别低0.09~0.72℃和0.44~1.95℃,埋深225 m细砂层位平均有效厚度比埋深259 m砂质黏土层位和埋深218 m钙质黏土层位分别厚0.17~0.38 m和0.29~0.47 m;现场实测与数值计算均表明,各个层位冻结壁开挖时,其平均温度均低于–15℃,有效厚度均大于6.2 m,200 m以下深部表土层井帮温度低于–4℃,满足施工要求,冻结壁强度和稳定性均处于安全状态;冻结孔沿径向将冻结温度场划分为3个区域(A区、B区、C区),B区在冻结孔冷量叠加的影响下降温速度最快,A区降温速度适中,C区距离冻结管较远,且外部土体源源不断向其输入热源,降温速度最慢。该研究可为冻结法凿井中冻结壁的施工提供一定的理论参考。 相似文献
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降水入渗补给量随地下水埋深变化的实验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
利用冉庄8m定埋深地中蒸渗仪的观测资料，根据蓄满产流理论，采用分层计算还原的方法，研究降水入渗补给量随地下水埋深的变化规律。揭示了最佳埋深和稳定点的形成机理。在试验条件下，最佳埋深出现在3m左右，降水入渗补给量随地下水埋深的增大而减小，6m以后趋于稳定。 相似文献
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为了研究小屯矿区现今地温场的分布规律和矿井热害防治工作,在系统分析小屯煤矿14口钻孔测温数据的基础上,全面阐述了该区的现今地温场分布特征,并估算了出现一级和二级热害区的开采标高。研究表明:小屯煤矿现今地温梯度介于174394℃/100 m之间,平均地温梯度为321℃/100 m,地温整体较高;在纵向上,煤矿地温随着深度的增加不断升高,以传导型增温特点为主,但同时具有一定的离散性,指示除埋深外尚有其它地质控制因素;在平面上,地温梯度变化较大,局部存在高温异常与低温异常;地温偏高的原因主要与区域地热地质条件及断裂构造有关。预测主煤层开采标高在+949 m达到一级高温热害,+759 m达到二级高温热害。本研究成果对小屯煤矿的开发具有一定的指导意义。 相似文献
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寒区土壤温度场观测多采用垂直埋管方式,常用管材有铁管、PVC管、PPR管、PE管等,在实践中发现同一地点不同材质测管所测温度场存在较大差异.为研究几种常用测温管材测试值的差异性,2014年11月3日至2015年4月29日对四种材质垂直埋管与土壤直埋传感器的测温方式进行了现场比对试验.结果表明：（1）不同材质垂直埋管因其物理性质的差异,在测温过程中对温度场有不同程度的影响,PVC管和PPR管的测温值分别偏高于相应土层温度约0.8℃和0.3℃,而铁管和PE管则分别偏低于相应土层温度约0.4℃和0.6℃.（2）管材中温度场数据与土壤温度场数据相关性由高到低排序为：铁管 > PPR管 > PVC管 > PE管.（3）通过最小二乘法,求得铁管-土壤各层埋深温度场的转换系数,并得到铁管-土壤温度场拟合方程,经证实相关性显著. 相似文献
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This paper summarized six aspects such as the harm characteristics, type and index, climatic characteristics, causes, responding to globe changes, protecting technology and answering tactics of hot-dry wind and high temperature heat wave. There is distinction and relationship between hot dry wind and high temperature heat wave. This includes that both of hot-dry wind and high temperature heat wave belong to serious shorter time scale weather disasters. Lower humidity and higher temperature are their main characteristics. The two causes of abnormal circulation characteristics and impacts of the disasters from climate change are basically the same. The disasters may occur in the same area during the same period. Arid season is helphul for their development and aggravation damage. There are differences on harm characteristics, type and index, climatic characteristics, protecting technology and answering tactics in this two weather disasters in that the high temperature heat wave is the comprehensiveness meteorological disasters and dry-hot wind is the agrometeorological disasters. 相似文献
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高温热浪与干热风的危害特征比较研究 总被引：9，自引：2，他引：7
综述了高温热浪与干热风气象灾害在危害特点、类型与指标、气候特征、形成原因、对全球气候变暖的响应、防御技术与应对策略等6个方面的内容。并对两者进行了比较,高温热浪和干热风既有共同点又有区别和联系,两者均是一种较短时间尺度的重大天气灾害,高温低湿是两者主要的基本天气特征;在形成原因——主要是环流特征异常和对全球气候的响应等方面两者基本上是一致的;在同一地域同一时间两者也可能同时发生;在干旱季节有利于这两种灾害的发生发展和加重危害。在危害特点、类型与指标、气候特征、防御技术与应对策略等方面有所不同,高温热浪是一种综合性的气象灾害;而干热风是一种农业气象灾害。 相似文献
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高海拔冻土区通风管路基管内风速及影响因素研究 总被引：1，自引：1，他引：0
在多年冻土地区,路基工程的修筑将对下伏多年冻土的热力稳定性产生显著的影响。为保护多年冻土,保证路基的长期稳定性,通风管作为一种对流换热类主动冷却降温措施被广泛应用。通风管内的对流换热强度与管内风速密切相关,针对这一问题,采用现场监测与数值模拟相结合的方式开展了通风管内风速特征及影响因素的研究。结果表明：随通风管管径的增加,管内风速呈抛物线型增加,当管径达到0.6 m后,管内风速增加不再明显;通风管外伸长度对管内风速的影响较小,但随环境风速的增加这一影响逐渐加强;管内风速随通风管的埋设高度的增加呈线性增加,当通风管的埋设高度达到2 m后,管内风速受路基高度的影响较小;此外,在两幅路基并行条件下,受上风向路基的遮挡作用,下风向路基管内风速明显降低,以两幅路基管内风速差值不超过0.4 m·s-1为标准,路基高度为3 m时两幅路基最小间距为50 m。 相似文献
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利用块石层调控路基地温是主动冷却路基的一种重要措施,块石层内部对流换热过程是冻土工程应用研究的重要内容之一,块石层中由低压或温差引起的空气流动的实际测定一直是其中亟待解决的问题。通过高精度微风速探测仪器,首次获得由温差引起的块石层空气流动特征。研究发现：块石层中对流过程和温度变化过程相互影响,在加速区和稳定区实现快速降温之后呈现缓慢降温过程;块石层内温差大于空气对流的启动温差时,自然对流速度和温差具有线性相关性;随着降温过程在相同温差条件下具有不同的对流特性;块石层上表面温度波动对内部温度波动的影响随深度而减弱,温度延迟性与深度呈线性相关性,块石层不同层位温度变化的非对称性由不同的传热方式和传热效率导致;在热传导期块石层存在热传导影响范围,为保证降温效果块石层厚度需大于热传导范围。研究成果为理论分析和数值模拟提供直接的有力支持以及对该种措施降温机制的进一步认识和改进都具有重要意义。 相似文献
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寒区隧道冻胀力随时间和隧道进深呈三维时空分布,为建立描述冻胀力时空效应的简化模型,首先以某寒区隧道温度场测试成果为基础,建立了三维温度场模型,通过Stephen公式得到围岩冻结深度变化规律,以围岩冻结深度为参数,结合冻融圈整体冻胀模型和风化层冻胀模型建立了新的冻胀模型。分析结果表明：围岩冻结深度受温度场影响呈三维时空分布,随隧道进深逐渐减小,随时间呈弦函数变化;考虑风化层和破碎层建立冻胀模型,当冻结深度小于风化层厚度时,冻胀力只由风化层产生,冻结深度大于风化层厚度时,冻胀力由风化层和扰动层叠加产生;冻胀力时空分布规律与围岩冻结深度变化规律一致。 相似文献
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非等温条件下道路水分迁移的数值模拟 总被引：5，自引：1，他引：5
通过分析季节冻土区的温度分布规律,建立了温度随时间的变化函数.在此基础上,基于连续介质力学和热力学理论,建立了道路水分迁移过程中的水热耦合动力学模型,并对季节性冻土地区的水分迁移现象进行数值模拟分析,初步探讨了在非等温冻结条件下,水热耦合过程中路基填料的含水量和温度随时间和深度变化的关系,计算结果表明,冻结过程中在冻结峰面附近形成一个冻结含水量峰值,且该峰值随着冻结时间的延长而向深度发展,这对于路基路面的综合设计,道路冻害的预报有着重要的理论意义和实际应用价值.但要真正体现道路路基水分迁移的机理,有待于建立水分迁移过程中水、热、动载和渗流耦合模型,这是有待于进一步解决的问题. 相似文献
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地铁隧道围岩内温度分布规律的模型试验及其热导率反算研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为能精确计算地铁隧道围岩内的传热量,模拟了地铁隧道围岩内的热传导,研究了地铁围岩内的温度分布规律,并通过试验结果对土体热导率进行反算。分析表明：同一时刻,距隧道壁面不同距离处的温度以指数形式进行变化,距离越远,温度越小;时间越久,隧道内流体的温度影响范围越大。除隧道外壁面外,距隧道壁某距离处的温度,随时间的增长而逐渐增长,距隧道壁较近处土体温度较高,温度增长速率随时间的增长而逐渐减小;距隧道壁面距离较远处温度较低,其增长速率随时间的增长而逐渐增大。传热时间超过某一值后,围岩内温度增长率逐渐平稳趋于一定值。根据模型试验结果能较精确得到土样的热导率数值。 相似文献
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There is a severe phenomenon of blowing snow by wind in winter in Mayitas area of Xinjiang. Road traffic interruptions and casualties caused by wind and snow disasters often occur. The existing engineering measures can alleviate the problems of low visibility and problems with accumulating snow on pavement caused by wind and snow to a certain extent, but cannot completely eliminate the impact. Aiming at the problem that the blowing snow disaster difficult to be completely cured under strong wind conditions, a shed tunnel engineering treatment scheme is proposed, and a wind tunnel simulation experiment is carried out on the shed tunnel form and snow prevention scheme at the entrance of the tunnel. The wind tunnel experimental section is 8 m long, 1. 3 m horizontally wide and 1 m high. The shed tunnel model is made by 1:60 scale 3D printing method, the snow barrier model is made of wooden strips, and the simulation medium is made of fine sand, refined salt and sawdust. Firstly, three kinds of shed structures, including fully enclosed, overhanging and ventilated, were simulated under the condition of 90° wind direction, and compared with the form of blowing snow stacking. Three parameters for similarity were used:density, particle size and stacking shape. The similarity is determined by weighted Euclidean distance between simulation medium and blowing snow, the similarity of the slump angle of the predecessors is verified, and the most suitable medium for simulating blowing snow is deduced. According to the experimental results, combined with the actual situation of wind blowing and snow disasters in Mayitas, flow field of the closed shed tunnel by a wind direction angle of 30° has been separately conducted with or without protective measures. The results show that when the wind tunnel stacking experiment is used to study the deposition state of blowing snow under non-low temperature conditions, the sawdust has good similarity with the blowing snow in the process of wind and snow movement. A large amount of medium was poured into the ventilated shed during the experiment, which proved that its anti-wind and snow performance was not ideal. By contrast, the closed shed and the overhanging shed have better wind and snow prevention effects. The snow barrier has a good blowing snow inhibition function at the entrance. From the stacking experiment, in the comparison with and without snow barrier, volume of the medium in the shed is very different, which proves that the snow barrier can effectively prevent the blowing snow from entering the shed. Among them, the difference in wind speed inside and outside the shed is obvious, which proves that snow barrier can significantly reduce the wind speed outside the shed and has the function of inhibiting the formation of weak wind areas inside the shed. The study has confirmed that the shed tunnel project with suitable snow barrier layout plan for tunnel entrance protection is an effective means to control wind and snow disasters. For highway traffic in Xinjiang, it is a feasible solution to use shed tunnel engineering to control blowing snow disasters. After dealing with the snow deposition at the entrance of shed tunnel, the shed tunnel engineering form of low-cost environment integration and the vehicle operation safety guarantee measures of long-distance shed tunnel are the problems that need to be solved in the future. © 2022 Tianjin Press of Chinese Herbal Medicines. All rights reserved. 相似文献