寒区隧道纵向温度场分布规律研究

为探究寒区隧道纵向温度场分布规律及其影响要素,以哈牡高速铁路鲜丰隧道工程为例,建立寒区隧道三维流固热耦合模型,并采用通风时间、等效自然风流速度及进洞风温3个变量,探究不同变量条件下寒区隧道纵向温度分布规律及变化特点,在此基础上提出寒区隧道洞内纵向温度预测公式。研究结果表示:1)寒区隧道洞内纵向温度随着进洞距离的增加呈先上升后下降的趋势;2)随着通风时间的增加,寒区隧道洞内各个断面温度逐渐降低,且在通风60 d左右逐渐趋于稳定;3)随着等效自然风流速度的增大,隧道内纵向温度会降低;4)进洞风温对隧道洞内温度场的分布具有直接影响,随着进洞距离的增加,进洞风温对洞内温度场的影响逐渐减小。

基于支持向量机的综合管廊火灾纵向温度实时预测

城市地下综合管廊一旦发生火灾,会对城市造成很大的经济损失和社会影响。考虑到火灾的快速发展和综合管廊狭长受限的特殊空间结构,迫切需要一套准确、实时的火灾温度预测系统辅助消防救援人员制定决策和指导消防行动。建立了5种不同火源位置的地下综合管廊电缆火灾数值模型,结合支持向量机(SVM),根据火源位置、热释放速率、火灾发生时间以及待测点与火源之间的相对位置关系开发了一种数据驱动的温度实时预测模型,实现了地下管廊火灾场景内的纵向温度预测,提出了在火源附近数据结构的优化方案,提高了火源附近的预测准确度。该方法在预测性能和预测时间方面取得了优异的性能,展示了人工智能在火灾预测应用中的优越表现和发展前景。

固定辙叉普通单开道岔钢轨纵向温度力与位移分析

提出了固定辙叉单开道岔钢轨纵向温度力与位移的理论分析模型 ,通过编程计算和对不同工况的对比分析 ,得出了道岔钢轨纵向温度力与位移的变化规律 。

基于纵向温度量化分析高倍泡沫抑制LNG蒸发

高倍泡沫抑制LNG蒸气扩散研究中鲜见温度细化分析,提出通过泄漏池底-140℃以下温度维持时间衡量控害效果。分析发现温度变化可反映蒸发快慢;施加稳定性高、发泡倍数小的泡沫及增大泄漏量和泡沫覆盖高度利于降低平均蒸发率;水合物层、冰层降低蒸发率效果强于泡沫。LNG泄漏高度点之上,泄漏量大时会出现明显的“V”形波动,波动幅度从上到下逐渐增大而后再逐渐减小,波动次数随泡沫高度减小而增多。

整体道床无缝轨道纵向温度力分布规律研究

以整体道床上的新型轨道为基础 ,提出了一种用于计算此类轨道纵向温度力分布的新模型———轨道爬行。以此为计算依据 ,给出了计算温度力分布的公式和方法 ,指出了其一般性和在设计此类轨道时应注意的事项 。

桥上无砟轨道无缝道岔纵向温度力研究

为建立能客观反映桥上无砟轨道无缝道岔实际受力情况的计算分析模型,在吸收国内研究成果的基础上,基于有限单元法,建立桥上无砟轨道、无缝道岔伸缩力的计算模型。分析轨温变化幅度、扣件阻力、限位值等轨道结构参数对无缝道岔受力及变形的影响,得出桥上无砟轨道无缝道岔的受力和变形的特点,对无缝道岔的设计和养护维修有一定的指导意义。

列车活塞风对寒区铁路隧道温度场的影响

研究目的:列车通过隧道会产生活塞风,活塞风会将寒区隧道洞外冷空气带入洞内,导致洞内温度场分布发生变化,若对这种影响认识不到位,会导致洞内抗防冻措施不合理造成冻害发生,影响隧道运营安全。鉴于此,采用理论分析和数值模拟等方法,分析列车活塞风对隧道洞内温度场的影响机制,研究列车活塞风对寒区特长铁路隧道洞内温度场的影响规律,为寒区隧道抗防冻设计提供技术支撑。研究结论:(1)冬季列车通过隧道后,活塞风会引起洞内温度场在短时间内显著变化,列车活塞风对洞内温度场持续影响时间较短,列车通过后,洞内温度场会逐渐恢复,特别是当列车频次较小时,基本可恢复到自然通风条件下状态;(2)行车频次导致洞内纵向负温长度增大或减小率均在1%左右;随着围岩温度的增大,隧道洞内纵向负温长度显著降低,且围岩温度越高,活塞风作用方向对洞内温度场影响越小;(3)考虑活塞风对寒区隧道防寒抗冻影响时,应重点考虑其对两侧水沟抗防冻的影响;由于局部衬砌会出现交替冻融现象,隧道结构设计时,应对衬砌耐久性做一定的考虑;(4)本研究成果可供寒区特长铁路隧道建设参考,特别是单向自然风条件下铁路隧道抗防冻设计。

纵向单屏蔽滞止式温度传感器优化设计研究

接触法测量气流温度时会存在辐射误差、导热误差和速度误差,本文针对纵向单屏蔽滞止式温度传感器,从减小这些测温误差出发,对其优化设计进行了研究,以期能对今后此类传感器的设计提供参考。

温度和纵向风荷载组合作用下斜拉桥结构体系研究

超大跨度斜拉桥的结构响应对体系升/降温作用和纵向风荷载作用是十分敏感的,对不同结构体系力学性能的研究是必要的。文章以某主跨1176 m的超大跨斜拉桥为工程背景,建立有限元模型,先后分析和考察了半漂浮体系、纵向固定体系、纵向弹性约束体系和温度自适应塔梁纵向约束体系等结构体系的结构力学响应及其结构性能规律。研究结构表明:温度和纵向风荷载组合作用下,塔梁纵向约束方案对超大跨度斜拉桥结构性能优化具有关键性作用;传统的纵向弹性约束体系不能使得斜拉桥结构纵向抗风性能优化和温度次内力控制同时分别达到最优状态;温度自适应塔梁纵向约束体系可以实现纵向抗风性能优化和温度次内力控制同时分别达到最优状态。研究内容和结论可以为超大跨度斜拉桥工程设计的结构体系优化选择提供了新的思路和研究支撑。

管廊中不同横向位置线性火源温度场分布研究

为研究不同横向位置线性火源在管廊内的温度分布,将线性火源分别设置在距管廊中心0、20、40、60 cm的横向位置,开展缩尺寸管廊模型试验。研究发现,各工况的纵向温度均随时间增加先增高后降低再升高;最高温度在线性火源距中心的横向距离增大过程中先下降后升高,达到最高温度的时间也先增加后缩短;弧形管壁对火源燃烧存在一定影响;在距管廊中心0 m横向截面处的各工况均在其垂直方向上的角度达到最高温度;在距管廊中心0.5 m横向截面中,各工况最高温度对应的角度均为15°;在火源距管廊中心的横向距离增大时,-45°〜45°区间的温升差距增大。

无砟轨道钢轨温度力的有限元分析及实验研究

为了准确掌握无砟轨道钢轨温度力变化规律并对其进行实时监测,首先建立了无砟轨道三维有限元模型,仿真分析了不同温度条件下的钢轨纵向温度力;然后利用应变法测量了无砟轨道钢轨的纵向温度力,验证仿真结果的准确性;并在此模型基础上,计算分析了20℃温度变化量条件下一跨钢轨内部应力分布情况。结果表明,不同温度条件下钢轨纵向温度力的仿真结果与实验结果吻合良好,此仿真模型能较好反映钢轨随温度变化的纵向温度力情况。仿真结果显示,轨腰纵向温度力与温度变化成线性正相关,轨底的纵向温度应力除了受到温度变化影响外,还受到扣件作用,扣件附近轨底的受力峰值高于轨头和轨腰,此处将是钢轨温度力重点监测及检查部位。

立井冻结工程盐水温度对冻结壁交圈时间的影响

通过工程实例,根据宁东地区丁家梁煤矿副井、回风井井筒冻结制冷工程积极冻结期间的数据,两井同时开机,但回风井浅水文孔冒水时间晚于副井,对回风井采取了冻结器及水文孔纵向温度的检测,分析两井的测温数据是否存在差异性,该制冷数据可为以后同区域类似地层提供实例参考。

MgB_2的电子-声子相互作用常数与超导转变温度的计算

计入短波声子的倒逆过程和电子的屏蔽效应,推导出电子-声子相互作用常数N(0)V的表达式,并利用有关的实验数据计算出N(0)V=0.309,Debye温度为798.45 K,纵向Debye温度ΘDL为1 137.3 K.以ΘDL取代BCSTc公式中的ΘD,求得Tc=38.8 K,该值与实验结果符合得很好.研究表明,对MgB2的超导有贡献的主要是纵向声子.

封堵比例对隧道火灾顶棚温度分布的影响

为掌握隧道火灾在封堵过程中火场的温度特性,搭建1∶10缩尺试验台,探究火源功率为12.67,18.24和24.83 kW下,采取封堵比例0%,25%,50%,75%和100%时,隧道顶棚温度的变化特征及衰减机制。试验结果表明:25%及50%封堵比例对隧道内升温影响较小,75%及100%封堵会出现温度突增现象,随着封堵比例的增加,隧道顶棚中心温度提前进入衰减阶段;火源功率只改变顶棚温度最大值,不影响温度纵向分布,火源中心区域升温速率高;封堵过程中下风侧顶棚温度纵向分布服从指数衰减变化,封堵比例与拟合系数b和温度衰减系数k之间呈线性拟合关系。

环境压力对隧道火灾自然通风烟气特性的影响研究

采用数值模拟的方法,对不同环境压力下隧道火灾自然通风的烟气特性进行研究。首先建立三维数值模型,并采用试验数据进行验证,然后用验证后的数值模型,对环境压力分别为60kPa、80kPa、100kPa隧道火灾自然通风的烟气特性进行研究。研究结果表明,随着环境压力的降低,隧道顶壁下烟气温度上升、流速增大、浓度增加、能见度增加,同时根据竖井后方烟气特性的变化规律可以得出,随着环境压力的降低,竖井的排烟效果逐渐变差。这意味着环境压力对隧道火灾自然排烟完全排烟的临界竖井高度也有影响。

浅析地层抽水对井筒冻结施工的影响

冻结法凿井施工中,由于特殊地质或水文地质条件异常等因素,造成冻结壁交圈困难,通常须准确检测出冻结壁薄弱区域,分析其原因,采取二次强化冻结或打补孔等措施,快速封闭冻结壁“窗口”。东庞矿西庞风井地层变化较大,在积极冻结期间,由于农田灌溉抽水,井筒周边静水位下降,加剧水流动,使地层水位下降,造成冻结壁交圈困难,通过采取纵向温度检测、二次强化冻结和水源井水位监测等措施,对下部冻结壁形成、“窗口”闭合、恢复掘砌施工时间等进行分析判断,保证井筒顺利恢复施工。

Nd:GGG晶体生长与开裂研究

本文采用提拉法(CZ)生长了Nd:GGG晶体,并从理论上讨论了包裹物、提拉速度、晶体转速和降温速率等因素对晶体开裂的影响,最后给出了生长元开裂Nd:GGG晶体的最佳工艺参数:径向温度梯度越小越好,纵向温度梯度在0.5℃/mm,提拉速度2～4mm/h,晶体转速20～40r/min,降温速率不超过20℃/h.通过设计合理而稳定的温场、选择最佳工艺参数及退火处理等方法,较好地解决了Nd:GGG晶体开裂问题.

寒区隧道洞口保温层设防长度确定方法探讨

高海拔寒冷地区隧道冬季常因低温环境影响导致洞口段产生衬砌开裂、挂冰等冻害问题,如何科学合理地确定寒区隧道洞口保温层设防长度是寒区隧道安全运营的关键。以雀儿山隧道为例,基于现有不同的保温层设防长度确定方法得到洞口保温层设防长度,并结合现场测试对比分析各种方法确定的设防长度值,探讨其优缺点。同时研究提出,针对两端洞口环境条件相似情况,在黑川希范公式中引入一个海拔系数;对洞口两端环境存在显著差异情况,特别是隧道内存在单向自然风情况,引入环境影响量,并在此基础上得出适用于高海拔隧道保温层设防长度计算的修正经验公式。

基于全尺寸实验的高铁隧道火灾烟气纵向流场特征研究

中国高铁隧道具有明显的高拱顶、大断面特点,为研究上述特征作用下高铁隧道火灾烟气纵向流动与温度分布特征,该文依托渝湘高铁重庆至黔江段的白家山隧道开展了全尺寸高铁隧道火灾实验,获取了火灾烟气在纵向方向上的蔓延速度与温度分布特征。研究发现:尽管高铁隧道净高、横截面积较常规公路隧道变大,高铁隧道火源热释放速率对烟气纵向蔓延的速度仍然起到重要作用。高铁隧道内火灾烟气温度在垂直方向上呈现出经典的“top-hat”分布,并且随着烟气远离火源位置,烟气垂直方向温度的“top-hat”分布特征逐渐趋于一致。此外,该文划定了高铁隧道热烟气纵向流动的一维过渡射流区(区域II)与一维临界射流区(区域III)分界线,探究了现有狭长受限空间内火灾烟气纵向流动与温度分布模型在高铁隧道火灾领域的适用性并分析误差原因,调整了适用于高铁隧道射流区域III的热烟气温升纵向衰减模型,研究成果为评估高速铁路隧道内火灾烟气纵向蔓延对人员疏散的影响提供了数据和理论支撑。

大断面隧道水雾抑制熄灭柴油池火的试验研究

文章依据Froude相似准则开展1:10缩小尺寸模型试验,研究了不同喷嘴压力下水雾抑制熄灭柴油池火过程中的物理参数变化规律,重点分析了有,无水雾作用下火源上方顶棚处温度、火羽流竖向温度、火区辐射强度以及纵向烟气温度变化规律。结果表明:弱羽流火灾竖向最高温度出现在燃料表面上方20 cm高度附近的连续火焰区,而且火灾全面发展阶段中期至后期隧道火灾危险性最大;依据试验现象及温度数据,将水雾喷嘴工作压力分为非控火水雾压力(0.2 MPa)、控火水雾压力(0.4 MPa)以及灭火水雾压力(0.6 MPa、0.8 MPa),水雾与火羽流持续作用时隧道顶部流动的水汽烟气混合物及隧道整体烟气浓度降低;隧道顶部烟气温度纵向变化可分为大幅度衰减区以及平稳衰减区;水雾控火作用下火羽流降温明显且冷却后火焰温度低于燃点温度。