流体加热道路融雪系统的设计热负荷

为了提高流体加热道路融雪系统设计的可靠性,开展了流体加热道路融雪系统设计热负荷的研究.基于自行开发的道路融雪系统融雪模型,采用数值仿真分析方法探讨了系统运行参数、环境参数等因素对系统融雪效果的影响;在此基础上,依据我国气候特点开展了流体加热道路融雪系统设计热负荷的探讨.研究表明:预热时间、单位面积输入热负荷、道路材料、埋设管材显著影响降雪开始时刻道路结构温度场、单位面积输入能量、沿程能量损失、热量传递到上表面所需时间及热量传递能力,因此,可通过调整系统运行参数及道路设计参数达到优化融雪效果的目的;另一方面,地点不同达到相同融雪效果所需热负荷不同.依据我国降雪分布特点及近30 a气象数据,提出了针对我国不同地区的流体加热道路融雪系统设计热负荷参考值,为今后我国流体加热道路融雪系统的设计提供依据.

流体加热道路融雪系统温-湿耦合融雪模型

为准确分析流体加热道路融雪系统融雪特性,综合考虑融化雪水在道路结构中的传递对道路材料热物理性质的影响,建立了流体加热道路融雪系统温-湿耦合融雪模型;基于试验数据验证了融雪模型的准确性,揭示了融化雪水在道路结构中的传递对融雪过程的影响;在此基础上,采用仿真分析的方法建立了系统融雪过程运行控制图,并提出了融雪系统运行策略,为流体加热道路融雪系统的运行过程控制提供参考。研究结果表明:建立的温-湿耦合融雪模型可准确模拟实际融雪的各个环节;温-湿耦合融雪模型与温度场单场模型对融雪过程预测精度的差别主要体现于融雪时间及融后过程路表温度变化2个方面;融化雪水在道路结构中的传递显著改善了路表附近道路材料的热量传递能力;等效降雪速率和单位面积输入热负荷是影响融雪特性的最主要因素。