温度作用下非饱和土中湿热传递及污染物迁移的试验研究
发布时间：2021-09-02 10:09
近年来,多孔介质中热、水、力耦合及污染物迁移的研究是环境岩土领域的一个重要内容,在地热资源开发、核废料处置等领域有着很好的实用价值。通过相关研究发现,目前关于循环升降温作用下非饱和土中的湿热传递及温度作用下重金属离子迁移的试验研究几乎没有。因此,本文通过自行研制的试验装置,开展了不同升降温过程中非饱和土的湿热传递及加热时间、初始含水率和干密度等因素对铅离子迁移过程影响的试验研究,主要工作内容有以下几点:（1）经观察发现,水分传感器所测的体积含水率读数受温度变化影响较大,因此对试验所用水分传感器进行了校准。结果发现两者之间存在线性关系,利用该数量关系对各个传感器在后续试验中所测数据进行校准。另外对不同干密度的高岭土进行了渗透系数的测定试验,确定了其渗透系数与干密度之间的关系。（2）对不同初始含水率的土柱进行了单一升温、单一降温过程中的湿热传递试验。结果表明,升温过程中,离热源端越远,初始含水率越高,其温度值越低,温度变化越慢,稳定所需的时间越长,有一定的温度影响范围;降温过程与升温过程类似,但稳定时的温度值趋于一致。升温过程中其湿度场分布情况为:离热源端越近,初始含水率越低,湿度峰值现象...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１热－水－力－运移之间的相互关系??Ｆｉｇ．?１－１?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｈｅａｔ－ｗａｔｅｒ－ｆｏｒｃｅ－ｍｉｇｒａｔｉｏｎ??
以及不同干密度高岭土的渗透系数测定试验。??３．１试验装置??试验装置整体示意图如图３－１所示，主要包括恒温热源部分、数据采集系统??土柱试验筒和保温装置等四部分。主要仪器设备有：耐高温有机玻璃筒、温度传??感器、水分传感器、温度数据采集器（ＪＹ－ＤＡＭ－ＴＣ１６）、水分数据采集器（ＥＭ５０）、??恒温循环水浴箱（ＨＨ－６０１型号）、不锈钢恒温水浴端头、尼龙绳、保温棉、橡胶??管、电脑等。详细说明如下：??ｍｍ眉??图３－１试验装置??Ｆｉｇ．３－１?Ｔｅｓｔ?ｄｅｖｉｃｅ??３．１．１恒温热源部分??为了给试验土柱两端提供稳定的恒温热源，试验室采购了两台恒温循环水浴??箱（ＨＨ－６０１型号）用于给试验装置进行循环加热，如图３－２所示。它采用进口不锈??钢板及工艺生产制造，具有控温精度高，抗腐蚀强，造型美观，使用寿命长等特??２３??
±０．１°Ｃ。循环水泵流速为４Ｌ／ｍｉｎ，盛水容量为２０Ｌ。水浴箱设有输出、输入管道，??借助橡胶管与外部的管道之间形成闭合回路，实现了持续循环加热的功能。??图３４循环水浴箱??Ｆｉｇ．３－２?Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ?ｗａｔｅｒ?ｂａｔｈ??３．１．２数据采集系统??（１）温度传感器及采集器??本试验采用Ｋ型热电偶传感器（见图３－３）来对土柱中测点温度进行实时测量，??以此了解土柱中温度场的分布情况。Ｋ型热电偶的探头直径为２ｍｍ，长度为??１５＿，引线线径为２ｘ〇．３ｍｍ，可直接测定各种生产中从０°Ｃ到１３００°Ｃ范围的液??体和气体介质以及固体的表面温度，具有线性度好、体积小、灵敏度高、稳定性??好、抗氧化性能强、价格实惠等优点。Ｋ型热电偶的测量原理是通过测量两种不??同成份导体间的热电势进行温度测量，实际温度值＝热电势返回值ｘ〇．ｌ。??Ｉ?肩ｇ義ｌｉｉ：人?…??鼻：??图３－３温度传感器及采集器??Ｆｉｇ．３－３?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｓｅｎｓｏｒ?ａｎｄ?ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ??本试验采用型号为ＪＹ－ＤＡＭ－ＴＣ１６的温度采集器（见图３－３），它具有１６个数??２４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]浓度及渗流速度变化时污染物运移过程的求解[J]. 郭志光,白冰. 中国环境科学. 2017(02)
[2]土壤一维热湿传递实验台的研制及模型试验[J]. 曾召田,吕海波,徐云山,唐双慧,贺海洋. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2016(04)
[3]不同土质条件下土壤高温蓄热中热湿传递的实验研究[J]. 陈红兵,丁翰婉,刘松雨,吴玮. 太阳能学报. 2015(09)
[4]土壤高温蓄热过程中热湿传递特性的数值研究[J]. 陈红兵,吴玮,张磊,褚赛,丁翰婉. 可再生能源. 2015(09)
[5]渗透作用下多孔介质中悬浮颗粒的迁移过程研究[J]. 白冰,张鹏远,宋晓明,郭志光,陈星欣. 岩土工程学报. 2015(10)
[6]铅和铬污染包气带及再释放规律的实验研究[J]. 陈子方,赵勇胜,孙家强,白静,刘璐,周睿. 中国环境科学. 2014(09)
[7]温度梯度下土壤盐分迁移过程的数值模拟[J]. 王华军,路俊超,杨宾,齐承英. 太阳能学报. 2014(06)
[8]重力势作用下非饱和黄土水分迁移试验研究[J]. 岳彩坤. 西部探矿工程. 2014(03)
[9]双热源作用下土壤高温热湿迁移数值模拟[J]. 王华军,路俊超,杨宾,齐承英. 太阳能学报. 2013(11)
[10]非饱和黏土中镉离子迁移规律的数值分析[J]. 张卫红,郑明新,李旭. 工程建设与设计. 2013(01)
博士论文
[1]高温三轴应力下花岗岩蠕变—渗透—热破裂规律与地热开采研究[D]. 张宁.太原理工大学 2013
[2]基于多孔介质理论的土体多场耦合模型及其在非饱和土本构建模中的应用[D]. 蔡国庆.北京交通大学 2012
[3]土壤中重金属运移的数值模拟及不确定性分析[D]. 林青.青岛大学 2011
[4]填埋场污染物运移数值分析及安全防渗系统设计方法探讨[D]. 张金利.大连理工大学 2006
[5]多年冻土地区路基水热力场耦合效应研究[D]. 毛雪松.长安大学 2004
[6]非饱和土中热—水力—力学—传质耦合过程模拟及土壤环境工程中的应用[D]. 武文华.大连理工大学 2002
硕士论文
[1]热源作用下含湿土壤一维热湿迁移的实验研究[D]. 邓宏凯.太原理工大学 2017
[2]温度梯度下土壤渗流与污染物迁移的数值模拟[D]. 孙露露.扬州大学 2015
[3]含湿土壤热湿迁移敏感性规律的研究[D]. 杨久顺.河北工业大学 2015
[4]绝热坑槽内土壤热湿迁移的研究[D]. 鹿凯凯.青岛理工大学 2013
[5]重金属在高岭土中对流—弥散参数的测试研究[D]. 钟孝乐.浙江大学 2013
[6]重金属污染物在多孔介质中的迁移模型与仿真[D]. 张洋.重庆大学 2012
[7]铬渣中Cr（Ⅵ）溶解释放及其在土壤中迁移规律研究[D]. 李航彬.中南大学 2011
[8]高温储热过程中含湿土壤的热湿迁移特性研究[D]. 冀海燕.河北工业大学 2011
[9]热湿传递综合作用下地源热泵运行特性分析[D]. 杜梅霞.河北工程大学 2011
[10]重金属污染物在土壤环境系统中运移的建模与仿真[D]. 覃邦余.广西师范大学 2009
本文编号：3378822
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１热－水－力－运移之间的相互关系??Ｆｉｇ．?１－１?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｈｅａｔ－ｗａｔｅｒ－ｆｏｒｃｅ－ｍｉｇｒａｔｉｏｎ??
以及不同干密度高岭土的渗透系数测定试验。??３．１试验装置??试验装置整体示意图如图３－１所示，主要包括恒温热源部分、数据采集系统??土柱试验筒和保温装置等四部分。主要仪器设备有：耐高温有机玻璃筒、温度传??感器、水分传感器、温度数据采集器（ＪＹ－ＤＡＭ－ＴＣ１６）、水分数据采集器（ＥＭ５０）、??恒温循环水浴箱（ＨＨ－６０１型号）、不锈钢恒温水浴端头、尼龙绳、保温棉、橡胶??管、电脑等。详细说明如下：??ｍｍ眉??图３－１试验装置??Ｆｉｇ．３－１?Ｔｅｓｔ?ｄｅｖｉｃｅ??３．１．１恒温热源部分??为了给试验土柱两端提供稳定的恒温热源，试验室采购了两台恒温循环水浴??箱（ＨＨ－６０１型号）用于给试验装置进行循环加热，如图３－２所示。它采用进口不锈??钢板及工艺生产制造，具有控温精度高，抗腐蚀强，造型美观，使用寿命长等特??２３??
±０．１°Ｃ。循环水泵流速为４Ｌ／ｍｉｎ，盛水容量为２０Ｌ。水浴箱设有输出、输入管道，??借助橡胶管与外部的管道之间形成闭合回路，实现了持续循环加热的功能。??图３４循环水浴箱??Ｆｉｇ．３－２?Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ?ｗａｔｅｒ?ｂａｔｈ??３．１．２数据采集系统??（１）温度传感器及采集器??本试验采用Ｋ型热电偶传感器（见图３－３）来对土柱中测点温度进行实时测量，??以此了解土柱中温度场的分布情况。Ｋ型热电偶的探头直径为２ｍｍ，长度为??１５＿，引线线径为２ｘ〇．３ｍｍ，可直接测定各种生产中从０°Ｃ到１３００°Ｃ范围的液??体和气体介质以及固体的表面温度，具有线性度好、体积小、灵敏度高、稳定性??好、抗氧化性能强、价格实惠等优点。Ｋ型热电偶的测量原理是通过测量两种不??同成份导体间的热电势进行温度测量，实际温度值＝热电势返回值ｘ〇．ｌ。??Ｉ?肩ｇ義ｌｉｉ：人?…??鼻：??图３－３温度传感器及采集器??Ｆｉｇ．３－３?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｓｅｎｓｏｒ?ａｎｄ?ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ??本试验采用型号为ＪＹ－ＤＡＭ－ＴＣ１６的温度采集器（见图３－３），它具有１６个数??２４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]浓度及渗流速度变化时污染物运移过程的求解[J]. 郭志光,白冰. 中国环境科学. 2017(02)
[2]土壤一维热湿传递实验台的研制及模型试验[J]. 曾召田,吕海波,徐云山,唐双慧,贺海洋. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2016(04)
[3]不同土质条件下土壤高温蓄热中热湿传递的实验研究[J]. 陈红兵,丁翰婉,刘松雨,吴玮. 太阳能学报. 2015(09)
[4]土壤高温蓄热过程中热湿传递特性的数值研究[J]. 陈红兵,吴玮,张磊,褚赛,丁翰婉. 可再生能源. 2015(09)
[5]渗透作用下多孔介质中悬浮颗粒的迁移过程研究[J]. 白冰,张鹏远,宋晓明,郭志光,陈星欣. 岩土工程学报. 2015(10)
[6]铅和铬污染包气带及再释放规律的实验研究[J]. 陈子方,赵勇胜,孙家强,白静,刘璐,周睿. 中国环境科学. 2014(09)
[7]温度梯度下土壤盐分迁移过程的数值模拟[J]. 王华军,路俊超,杨宾,齐承英. 太阳能学报. 2014(06)
[8]重力势作用下非饱和黄土水分迁移试验研究[J]. 岳彩坤. 西部探矿工程. 2014(03)
[9]双热源作用下土壤高温热湿迁移数值模拟[J]. 王华军,路俊超,杨宾,齐承英. 太阳能学报. 2013(11)
[10]非饱和黏土中镉离子迁移规律的数值分析[J]. 张卫红,郑明新,李旭. 工程建设与设计. 2013(01)
博士论文
[1]高温三轴应力下花岗岩蠕变—渗透—热破裂规律与地热开采研究[D]. 张宁.太原理工大学 2013
[2]基于多孔介质理论的土体多场耦合模型及其在非饱和土本构建模中的应用[D]. 蔡国庆.北京交通大学 2012
[3]土壤中重金属运移的数值模拟及不确定性分析[D]. 林青.青岛大学 2011
[4]填埋场污染物运移数值分析及安全防渗系统设计方法探讨[D]. 张金利.大连理工大学 2006
[5]多年冻土地区路基水热力场耦合效应研究[D]. 毛雪松.长安大学 2004
[6]非饱和土中热—水力—力学—传质耦合过程模拟及土壤环境工程中的应用[D]. 武文华.大连理工大学 2002
硕士论文
[1]热源作用下含湿土壤一维热湿迁移的实验研究[D]. 邓宏凯.太原理工大学 2017
[2]温度梯度下土壤渗流与污染物迁移的数值模拟[D]. 孙露露.扬州大学 2015
[3]含湿土壤热湿迁移敏感性规律的研究[D]. 杨久顺.河北工业大学 2015
[4]绝热坑槽内土壤热湿迁移的研究[D]. 鹿凯凯.青岛理工大学 2013
[5]重金属在高岭土中对流—弥散参数的测试研究[D]. 钟孝乐.浙江大学 2013
[6]重金属污染物在多孔介质中的迁移模型与仿真[D]. 张洋.重庆大学 2012
[7]铬渣中Cr（Ⅵ）溶解释放及其在土壤中迁移规律研究[D]. 李航彬.中南大学 2011
[8]高温储热过程中含湿土壤的热湿迁移特性研究[D]. 冀海燕.河北工业大学 2011
[9]热湿传递综合作用下地源热泵运行特性分析[D]. 杜梅霞.河北工程大学 2011
[10]重金属污染物在土壤环境系统中运移的建模与仿真[D]. 覃邦余.广西师范大学 2009
本文编号：3378822
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3378822.html
