针对工程扰动引起的多年冻土退化与路基热稳定性问题,基于光伏发电技术与制冷技术,开发一种用于防治多年冻土退化的光伏直驱压缩式制冷装置,并开展现场应用测试与数值模拟研究。研究结果表明:新装置能够适应多年冻土地区的严寒环境,实现自动化运行,且装置运行期间,制冷管管壁热流密度随太阳总辐射量的增大而增大,平均热流密度为-4.1~-6.3 W/m2。与普通路基相比,制冷路基的热学稳定性得到显著提升,其中,冻土人为上限随着制冷管长度与管壁热流密度的增大而提高,随着制冷管埋置深度的增大先提高后降低,而冻土升温速率则随着制冷管长度、埋深与管壁热流密度的增大而降低。基于灰色关联理论分析可知,制冷功率对人为上限影响最显著,制冷管长度的影响次之,埋置深度的影响最小;而冻土升温速率对制冷管埋置深度最敏感,制冷功率次之,制冷管长度最小,建议设计施工时优先选择更为显著的因素加以调控。
针对工程扰动引起的多年冻土退化与路基热稳定性问题,基于光伏发电技术与制冷技术,开发一种用于防治多年冻土退化的光伏直驱压缩式制冷装置,并开展现场应用测试与数值模拟研究。研究结果表明:新装置能够适应多年冻土地区的严寒环境,实现自动化运行,且装置运行期间,制冷管管壁热流密度随太阳总辐射量的增大而增大,平均热流密度为-4.1~-6.3 W/m2。与普通路基相比,制冷路基的热学稳定性得到显著提升,其中,冻土人为上限随着制冷管长度与管壁热流密度的增大而提高,随着制冷管埋置深度的增大先提高后降低,而冻土升温速率则随着制冷管长度、埋深与管壁热流密度的增大而降低。基于灰色关联理论分析可知,制冷功率对人为上限影响最显著,制冷管长度的影响次之,埋置深度的影响最小;而冻土升温速率对制冷管埋置深度最敏感,制冷功率次之,制冷管长度最小,建议设计施工时优先选择更为显著的因素加以调控。
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针对工程扰动引起的多年冻土退化与路基热稳定性问题,基于光伏发电技术与制冷技术,开发一种用于防治多年冻土退化的光伏直驱压缩式制冷装置,并开展现场应用测试与数值模拟研究。研究结果表明:新装置能够适应多年冻土地区的严寒环境,实现自动化运行,且装置运行期间,制冷管管壁热流密度随太阳总辐射量的增大而增大,平均热流密度为-4.1~-6.3 W/m2。与普通路基相比,制冷路基的热学稳定性得到显著提升,其中,冻土人为上限随着制冷管长度与管壁热流密度的增大而提高,随着制冷管埋置深度的增大先提高后降低,而冻土升温速率则随着制冷管长度、埋深与管壁热流密度的增大而降低。基于灰色关联理论分析可知,制冷功率对人为上限影响最显著,制冷管长度的影响次之,埋置深度的影响最小;而冻土升温速率对制冷管埋置深度最敏感,制冷功率次之,制冷管长度最小,建议设计施工时优先选择更为显著的因素加以调控。
针对多年冻土区广泛面临的冻土退化和路基融沉问题,基于制冷技术提出一种新的多年冻土保护方法。首先,从传热学角度分析多年冻土退化原因和现有冻土保护措施的局限性。然后,结合中国多年冻土区新能源分布条件,分析各类制冷方法面向路基工程的适用性。基于压缩式制冷原理,设计制作一款路基专用制冷装置,通过模型试验和数值计算研究其制冷性能和多年冻土地基降温效果。结果表明:太阳能光伏压缩式制冷方法在多年冻土区具有良好的技术性和资源性条件。装置制冷温度可达-20℃以下,可以有效保护多年冻土,土体降温幅度随着与装置距离的增大而减小。装置制冷系数(COP)随运行时间呈逐渐减小的规律,试验期间平均COP为0.41。面向单线铁路路基快速降温抢险时,建议装置布置间距取2.0~4.0 m,制冷容量宜设计为0.1~0.2 kW。
针对多年冻土区广泛面临的冻土退化和路基融沉问题,基于制冷技术提出一种新的多年冻土保护方法。首先,从传热学角度分析多年冻土退化原因和现有冻土保护措施的局限性。然后,结合中国多年冻土区新能源分布条件,分析各类制冷方法面向路基工程的适用性。基于压缩式制冷原理,设计制作一款路基专用制冷装置,通过模型试验和数值计算研究其制冷性能和多年冻土地基降温效果。结果表明:太阳能光伏压缩式制冷方法在多年冻土区具有良好的技术性和资源性条件。装置制冷温度可达-20℃以下,可以有效保护多年冻土,土体降温幅度随着与装置距离的增大而减小。装置制冷系数(COP)随运行时间呈逐渐减小的规律,试验期间平均COP为0.41。面向单线铁路路基快速降温抢险时,建议装置布置间距取2.0~4.0 m,制冷容量宜设计为0.1~0.2 kW。