基于Fluent的蓄冰槽气体取冷特性研究

为了探讨不同进气状态下的蓄冰槽释冷特性,通过对蓄冰槽与进风气体的耦合传热过程分析,建立了矩形蓄冰槽内外两侧的二维传热模型,基于CFD软件Fluent对不同进风温度、进风速度的工况进行了数值模拟,得到出风温度和冰的融化率在不同工况下随时间的变化特性。结果表明:进风温度越高,出风温度越高,同时出风温度的降幅越大,进风温度对融冰速率的影响越明显;进风速度越大,出风温度减少量越小,进风速度对融化速率的影响越弱。     

用于桥面防冻的导电砼材料工艺

一般采用几种方法，如犁雪作业、自然融化、化学处理的方法去除路面上的结冰。由于冰与路面间结合非常牢固，只采用犁雪方法去除路面上的结冰不是很有效。化学处理方法通过将冰融化成水并散布到冰层下面，有助于破坏水与路面间的结合。     

采用真空蒸发法排除制冷系统中的水份

随着我国工业的不断发展,用氟利昂作制冷剂的冷藏库越来愈多。由于对这种制冷系统缺乏认识,在试运行过程中,经常出现冰塞现象。即制冷剂通过膨胀阀节流时,温度骤降(-10℃以下),制冷系统中的水份凝结成冰,膨胀阀通道变小,节流后的压力降低;压力越低,蒸发温度也就越低,直至膨胀阀通道完全堵塞,造成制冷系统不能正常运行。冷藏库制冷系统中出现冰塞现象,主要是因为制冷系统中混进了水份。这部分水份     

用深电极融化冻土

黑龙江化肥厂大化肥改扩建项目，于年初全面开工，土壤冻结深度平均为１．６m，开挖冻土工程量约为３万m３，主要采用深电极法融化冻土。具体作法如下。１．以直径１６～２５mm、长２～２．２m下端带尖的钢筋作为电极。２．用大锤或电动打钎机将电极打入冻土层中。３．对电极加热。土壤接近冻结层底边处，温度接近于零，冰冻程度较轻。水的导电能力比冰强，电流可迅速融化底层土中的冰体，冰体待融化后，水分增多，电流减小。电流通过的区域扩大，逐渐向上面移动。４．如果在地表面上铺上锯末，浇上盐水，电极上端土也会逐渐向下融解，使冻…     

泡沫金属/石蜡复合相变材料蓄热过程的数值模拟

建立了矩形腔体内填充泡沫金属/石蜡的二维蓄热模型,运用体积平均理论建立了数学模型,模拟得出泡沫金属基体填充石蜡的融化过程温度场、流场及相界面移动规律,并比较了有无泡沫金属,不同孔隙率对石蜡融化过程的影响。     

冻土融沉系数的预报模式

冻土融化时，由于冻土层冰融化和水的自由消散，使土体在自重作用下产生下沉。在工程上，常用融沉系数来描述冻土的融沉性。给出融沉系数在两个不同状态下的预报模式：在饱和及过饱和状态下，只给出理论公式；在非饱和状态下，则同时给出理论公式和经验公式。将各式的计算结果与实测值进行对比，可以看出，其计算值均能较好地反映实际。     

蓄冷冰球非固定融化的数值模拟

为了研究冰蓄冷空调用蓄冰材料的相变换热问题,本文利用FLUENT建立了蓄冷球的封闭空间二维模型,并考虑到了固相与液相的密度差的影响。通过对该球非固定融化过程的传热传质数值模拟,获得了球体内部温度场及液相体积比随时间变化的规律,讨论了不同传热温差和球径对蓄冷时间及蓄冷特性的影响。研究表明:在非固定融化过程中,由于固液的密度差,融化过程中固态物要上浮或下沉到封装器顶部或底部,从而与球壁产生接触融化,并且上浮的非固定融化时间比固定融化的要短;蓄冷球半径越大,相界面移动速度越慢,融化时间显著增加;载冷剂温度越低,相界面移动速度越快,融化时间越短。本研究为蓄冰系统的释冷过程及优化提供指导。     

季节性寒区隧道围岩融化分析的一种解析计算方法

融化与冻胀是影响寒区隧道围岩稳定的重要因素,为分析季节性寒区隧道融化时围岩应力分布规律,建立了一种理论分析模型。该模型是在围岩先发生冻胀的基础上进行的,考虑了冻结围岩融化时体积的缩小和融化围岩在荷载作用下的压缩过程,即当冻结围岩融化时体积缩小,融化范围外侧的围岩将向隧道方向移动,并对融化围岩进行压缩变形,当达到平衡后又有一部分冻结围岩进入融化圈范围内,使得该部分冻结围岩再次融化,外侧围岩再次移动,融化围岩再次压缩,最后再次达到平衡,如此往复,直至整个系统稳定为止。为简化分析,认为所有过程均是一次完成,且冻结围岩融化时体积的缩小量近似等于围岩冻结时体积的膨胀量;而融化围岩的压缩过程是将融化围岩和衬砌看作一复合支护结构并进行受力压缩的过程。通过算例分析可知:冻结围岩融化后,衬砌中的最大主应力有所减小,融化范围内的围岩应力减小明显,而未融化范围内(冻结状态)围岩由于几何尺寸的变化使得环向应力有所增加;同时进一步分析了冻胀线应变、地应力以及融化半径对融化过程的影响规律。该融化分析模型较好的吻合现场的实际情况,对寒区隧道围岩融化研究具有一定的参考意义,能较好地指导寒区隧道设计。     

基于重复分凝成冰作用提高季冻区重金属污染黏性土淋洗效率的研究

基于程国栋院士的“厚层地下冰的重复分凝机制”理论,提出利用重复分凝成冰作用以提高重金属污染黏性土的淋洗效率。以Cd、Pb污染黏性土为研究对象,选用EDTA、酒石酸为淋洗液,通过室内振荡淋洗试验和冻融–淋洗土柱试验,比较分析了不同工况下重金属的去除效果。结果表明,通过融化速率控制为正融土中水分迁移和重复分凝成冰提供有利条件,较单一冻结–吸水模式淋洗液的摄入量约增加20%,而且冻–融界面的反复波动,有助于淋洗液与土壤中重金属充分接触,两者的协同作用能够显著提高重金属去除率,Cd、Pb的去除率分别提高了43.95%和171.74%。该方法在实际工程应用上具有一定的现实性和普适性,对季冻区重金属污染黏性土修复提供了一个新的思路。     

河流冰塞形成机理与预报方法分析

叙述了河流冰凌灾害的主要形式,对冰盖和冰塞的形成发展机理进行了研究,同时总结出冰塞预报的基本方法,并通过这些预报方法相互结合,从而为冰冻区河流建立冰塞预报模型提供有益的帮助。     

化学融雪与大桥结构耐久性

冰雪天导致路面积雪结冰,为确保大桥的正常运行,目前采取人工、机械与化学并举的方法,清除桥面的冰雪。但含氯离子的融雪剂对大桥的结构存在着腐蚀性,将会影响大桥结构的耐久性,而化学融雪却是最直接、最有效的融冰雪方法。为此就化学融雪与大桥结构耐久性这一矛盾点做探讨,介绍了大桥易受融雪剂中氯离子侵蚀的结构部位,以及合理撒布融雪剂,撒布后的及时清除积雪和事后冲洗、事后检查等措施。     

Soil freezing effects on upland stream solute chemistry

Freeze-thaw cycles which can occur in soils during winter and early spring snow melt have a significant effect upon the chemical composition of stream water. The observed trends in solute composition in river water during snow melt have been related to the leachate composition from columns of organic soil which have been temporarily frozen prior to leaching in the laboratory. Substantial amounts of many of the elements which dominate river water chemistry become available to leaching upon thawing the soil. Aluminium, potassium and organic carbon in particular are mobilized as thaw occurs. Soil freezing may also influence water solute chemistry by modifying hydrological pathways.     

青藏工程走廊昆仑山口—清水河段主要水害问题及水文地质机理

通过野外实地调查发现,青藏工程走廊昆仑山口-清水河段发育的主要水害包括:地表水及地下水受人工拦挡,当排水措施不畅时产生路基积水,由于水的热交换作用使基底附近地下冰融化,导致路基下沉引起的水害;密集上升泉使冻胀-融陷地质作用强烈,冻土融沉及冻胀引起路基塌陷变形及翻浆冒泥引发病害;修筑公路取土坑密布地段,路基一侧或两侧地面积水引起水害;地下水强径流带与地下水浅藏带由于水位变化引起水害;河流冲刷、岸坡侵蚀导致的岸坡后退水害。     

融雪剂及其对基础设施的腐蚀危害

冬季除冰雪是世界性问题，而融雪剂是最常用的技术之一。融雪剂有许多类型，主要分为氯盐类和非氯盐类。目前，国内外大量应用的依然是氯盐类融雪剂。这种融雪剂虽然可快速融雪化冰，但对基础设施具有强烈的腐蚀性和促进冻融破坏性，故应采取“以防为主”的对策，对基础设施加大防护力度，以避免巨大的经济损失。     

冻融条件下岩石损伤扩展特性研究(英文)

在冻融环境条件下,岩石内损伤裂纹的冻胀、开裂是一系列物理、力学复杂过程,所以研究冻融环境条件下岩石的损伤扩展机理具有重要意义。本文从损伤力学角度出发,借助于岩石损伤CT扫描实验研究冻融条件下岩石损伤扩展特性。主要做了以下两方面的工作一是研究冻融循环对岩石损伤的影响,从岩石的含水率、密度、损伤CT数的变化等实验现象,着重探讨冻融条件下岩石内部水分迁移、水冰相变对岩石损伤及其扩展的影响;二是研究了冻结温度对岩石损伤的影响,对实验现象主要从损伤CT数统计频率的变化来研究,分析时主要考虑了水冰相变体积膨胀和岩石材料本身物理特性两方面的因素。研究结果表明,冻融循环与冻结温度对岩石损伤有一定影响,而且就相同的温度条件来讲,岩石孔隙大小、孔隙贯通程度、孔隙率及岩石本身强度对损伤有着重要影响。     

沥青路面抗凝冰损伤防护材料研究

优选低表面能材料及高温改制沥青为成膜物质,从表面自由能的角度研究了这种疏水型防护材料的抗水、抗冻黏及抗冻融黏附能力.结果表明：疏水型防护材料具有优异的抗水、冰破坏性能,能够有效降低冰与路表结构的冻黏力;随涂膜固化时间的延长,防护材料对湿轮磨耗试件表面细集料的黏附效果优异,抗水及耐冻融黏附性能显著提高.抗凝冰损伤疏水型防护材料的应用对促进沥青路面预防性养护新技术的发展具有重要意义.     

盐冻循环条件下胶粉改性沥青混合料的水稳定性能

对胶粉改性沥青混合料进行融雪盐条件下的冻融循环试验,随后测试其空隙率、劈裂强度以及马歇尔模数,分析冰冻温度、融雪盐浓度和冻融循环次数对混合料空隙率、劈裂强度以及马歇尔模数的影响,同时对融雪盐条件下冻融循环后混合料的微观形貌进行观察,探讨融雪盐条件下冻融循环后混合料水稳定性能的劣化机理.结果表明:冰冻温度、融雪盐浓度和冻融循环次数都会对胶粉改性沥青混合料的空隙率、劈裂强度和马歇尔模数产生较大的影响;融雪盐晶粒对沥青黏结性的破坏以及冰晶在混合料内部的膨胀和消融是造成混合料水稳定性能下降的关键原因.     

氯盐类融雪剂的腐蚀危害与试验方法的讨论

氯盐类融雪剂一般称作化冰盐(Deicing Salt),其在融化冰雪的同时,它会严重腐蚀道路、桥梁、建筑物、地下管道、汽车等。因此,减少其腐蚀性是十分重要的,腐蚀性能的试验、检验方法是“把关”的关键,在此并对国内外有关试验方法进行探讨。     

基于NMR的风积沙混凝土冻融孔L隙演变研究

利用风积沙等质量替代河砂来配制风积沙混凝土,并对其进行抗冻性试验,同时借助核磁共振(NMR)技术分析其冻融孔隙演变特征.研究表明:评价风积沙混凝土抗冻性时,相对动弹性模量指标比质量损失率指标更为精准;经冻融循环后,风积沙混凝土的孔隙度和渗透率均增大,其中风积沙替代率为40%的风积沙混凝土束缚水饱和度增大、自由水饱和度减小,其抗冻耐久性最佳;风积沙混凝土的孔隙分布会影响其抗冻性的优劣,冻融循环后若孔径小于10nm的孔隙增多且大于100nm的孔隙减少,则可延缓混凝土冻融损伤,若孔径小于10nm的孔隙减少且大于100nm的孔隙增多,则会加剧混凝土冻融损伤.