季节性冻土区路基专用太阳能主动供热装置研究

作     者：胡田飞 刘建坤 岳祖润 鲍榴 于凯凯 张竣洋 HU Tianfei;LIU Jiankun;YUE Zurun;BAO Liu;YU Kaikai;ZHANG Junyang

作者机构：石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 中山大学土木工程学院广东广州510275 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081 苏州轨道交通市域一号线有限公司江苏苏州215000 

出 版 物：《中国铁道科学》 (China Railway Science)

年 卷 期：2021年第42卷第6期

页      面：39-49页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(42001059,41731281) 河北省自然科学基金资助项目(E2020210044) 河北省高等学校科学技术研究项目(QN2020180) 

主　　题：季节性冻土区 路基 供热装置 防冻 太阳能 

摘      要：基于季节性冻土区路基冻胀特征及供热需求分析,设计1款采用太阳能主动供热的路基专用供热装置。通过模型试验分析装置供热温度、供热量、供热效率随太阳辐照量的变化规律,建立考虑纬度和日序数的供热温度预测公式。通过对路基长期供热效果的数值模拟分析,研究装置防冻胀效果。结果表明:路基专用供热装置供热温度随太阳辐照量的提高而增大,最高达60℃,平均范围在20~40℃,太阳能有效热利用率约为26%;供热温度与太阳辐照量呈3次多项式函数关系,供热温度计算式可预测装置应用于不同地区时的逐日平均供热温度;该装置在季节性冻土区对路基起到暖季预储热量和冬季实时补充热量的作用,可有效提高入冬时路基的抗冻胀能力,降低冻胀程度。