寒区隧道热交换管外衬砌与围岩的传热模型和温度场计算方法研究

将隧道取热段的热交换管,视为不断从围岩中提取热量的线热源,建立包含热交换管布设位置、热交换管换热量和系统工作状态的线热源数学表达式,建立考虑衬砌和保温层的隧道取热段热传导方程,利用叠加原理、拉普拉斯变换和积分变换相结合的方法,求解隧道取热段温度场的理论解。建立热交换管内流体传热方程,根据热交换管外围岩温度场,利用迭代法计算热交换管内流体的温度场。利用有限元法计算隧道取热段温度场。