加热距离与风速对协同加热沥青路面的影响
发布时间：2021-08-09 19:33
为了提高沥青路面就地热再生时的加热均匀性与效率,提出一种红外辐射与热风循环协同加热方法,建立协同加热沥青路面的物理模型与数学模型.借助计算流体动力学（CFD）仿真软件进行仿真分析,寻找协同加热沥青路面时加热距离与风速对沥青路面加热均匀性与效率的影响规律和最佳加热方案.结果表明:采用协同加热法具有热风循环与红外辐射单独加热不具备的优点,既能避免红外辐射加热时路面表层过热老化,又比热风加热有更高的加热效率,从而获得更高的加热均匀性与效率;有利于路面深层的加热和降低路面表层温度的上升,解决了在就地热再生施工中由于路表起火而导致的路面再生质量下降;加热板加热距离增大和热风风速增加都不利于路面对热能的吸收,风速对沥青路面加热效率的影响会随着加热距离的增加而减弱;加热距离对加热效率起主导作用,加热均匀性与效率同风速与加热板的距离匹配密切相关.
【文章来源】：华中科技大学学报(自然科学版). 2020,48(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同风速与距离下路面表层温度变化
仍偕?┕の露戎档牟慰嫉悖?芯?发现加热时间20min时路面深度5cm处温度已能满足就地热再生施工温度．为分析协同加热中参数匹配对加热均匀性与效率的影响规律，设定仿真加热时间为20min[24]．沥青路面结构层分别为4cm厚的AK-16，5cm厚的AC-20，6cm厚的AC-25以及30cm厚的水泥稳定碎石层，其导热系数随温度的变化而变化，参考已有研究对沥青路面导热系数、热风的热物性参数和沥青路面其他物理性质参数进行设置[19]．3仿真结果分析3.1风速3m/s时仿真分析图2与表1为风速3m/s、采用协同加热的加热板距路表距离(d)变化时的路面加热仿真结果，表图2不同距离时加热效率仿真结果(风速3m/s)
で嗥鸹稹⒗匣??跋煸偕?柿浚?1沥青路面协同加热模型1.1物理模型基于红外辐射与热风循环协同加热方式，将加热物理模型构建为加热时整个机构与沥青路面构成一个封闭的系统，由保温层、红外辐射加热板、热风循环入风口与回风口、沥青路面结构层组成．为满足加热面积全覆盖和避免各入风口间的干扰，将入风口设为直径为3cm，间距为15cm的圆孔[6]．选取典型的半刚性基层沥青路面结构为加热对象，由上面层AK-16，中面层AC-20，下面层AC-25和水泥稳定土基层所组成，其协同加热物理模型如图1所示．图1协同加热物理模型1.2数学模型在协同加热的过程中，沥青路面与红外辐射板下表面、四周的隔热壁面构成封闭空间，热风在内部流动，与路表发生热交换；红外辐射板下表面与沥青路表构成辐射传热．路表热流q主要来源于热风对流换热和辐射传热两部分，可表示为44fsbmqh[T(0，τ)T]εσ[TT(0，τ)]，(1)式中：T(0，τ)为沥青路面表面任一时刻的温度；fT为热空气温度；τ为时间；mT为红外辐射加热板表面温度；bσ为斯蒂芬‐玻尔茨曼常量；sε为系统黑度；h为对流传热表面系数，与流体的性质、换热表
【参考文献】：
期刊论文
[1]多步法就地热再生工艺中的沥青路面加热速度[J]. 顾海荣,董强柱,梁奉典,李金平,焦生杰. 中国公路学报. 2017(11)
[2]沥青路面就地热再生加热方式与传热过程[J]. 顾海荣,董强柱,李金平,梁奉典,张飞,王作家. 筑路机械与施工机械化. 2017(11)
[3]加热板形状对沥青混合料滚筒加热效率的影响[J]. 马登成,李旋,李宗,李平. 甘肃农业大学学报. 2017(04)
[4]叶片结构对沥青混合料加热滚筒温度场分析[J]. 马登成,李旋,李宗. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2017(07)
[5]沥青混合料搅拌加热滚筒设计及加热效率模拟与验证[J]. 马登成,李旋,李宗,李平. 农业工程学报. 2016(15)
[6]沥青路面就地热再生加热方式[J]. 李旋,马登成,杨士敏. 中南大学学报(自然科学版). 2016(04)
[7]沥青路面热风循环加热机理与加热机作业参数研究[J]. 郭小宏,陶清容,郭伟. 科学技术与工程. 2014(23)
[8]沥青路面就地热再生加热机的加热方式对比[J]. 郭小宏,李朋伟,欧阳结新,郭伟,钟黎. 筑路机械与施工机械化. 2014(02)
[9]沥青路面铺筑温度场数值仿真模型[J]. 王黎明,谭忆秋. 北京工业大学学报. 2013(12)
[10]沥青路面微波现场热再生传热模型(英文)[J]. 孙铜生,史金飞,朱松青. Journal of Southeast University（English Edition）. 2008(01)
硕士论文
[1]红外与热风协同加热沥青路面影响因素仿真分析[D]. 姚锦涛.长安大学 2019
[2]沥青路面微波养护车加热装置天线及其阵列仿真研究[D]. 张翼飞.长安大学 2012
本文编号：3332670
【文章来源】：华中科技大学学报(自然科学版). 2020,48(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同风速与距离下路面表层温度变化
仍偕?┕の露戎档牟慰嫉悖?芯?发现加热时间20min时路面深度5cm处温度已能满足就地热再生施工温度．为分析协同加热中参数匹配对加热均匀性与效率的影响规律，设定仿真加热时间为20min[24]．沥青路面结构层分别为4cm厚的AK-16，5cm厚的AC-20，6cm厚的AC-25以及30cm厚的水泥稳定碎石层，其导热系数随温度的变化而变化，参考已有研究对沥青路面导热系数、热风的热物性参数和沥青路面其他物理性质参数进行设置[19]．3仿真结果分析3.1风速3m/s时仿真分析图2与表1为风速3m/s、采用协同加热的加热板距路表距离(d)变化时的路面加热仿真结果，表图2不同距离时加热效率仿真结果(风速3m/s)
で嗥鸹稹⒗匣??跋煸偕?柿浚?1沥青路面协同加热模型1.1物理模型基于红外辐射与热风循环协同加热方式，将加热物理模型构建为加热时整个机构与沥青路面构成一个封闭的系统，由保温层、红外辐射加热板、热风循环入风口与回风口、沥青路面结构层组成．为满足加热面积全覆盖和避免各入风口间的干扰，将入风口设为直径为3cm，间距为15cm的圆孔[6]．选取典型的半刚性基层沥青路面结构为加热对象，由上面层AK-16，中面层AC-20，下面层AC-25和水泥稳定土基层所组成，其协同加热物理模型如图1所示．图1协同加热物理模型1.2数学模型在协同加热的过程中，沥青路面与红外辐射板下表面、四周的隔热壁面构成封闭空间，热风在内部流动，与路表发生热交换；红外辐射板下表面与沥青路表构成辐射传热．路表热流q主要来源于热风对流换热和辐射传热两部分，可表示为44fsbmqh[T(0，τ)T]εσ[TT(0，τ)]，(1)式中：T(0，τ)为沥青路面表面任一时刻的温度；fT为热空气温度；τ为时间；mT为红外辐射加热板表面温度；bσ为斯蒂芬‐玻尔茨曼常量；sε为系统黑度；h为对流传热表面系数，与流体的性质、换热表
【参考文献】：
期刊论文
[1]多步法就地热再生工艺中的沥青路面加热速度[J]. 顾海荣,董强柱,梁奉典,李金平,焦生杰. 中国公路学报. 2017(11)
[2]沥青路面就地热再生加热方式与传热过程[J]. 顾海荣,董强柱,李金平,梁奉典,张飞,王作家. 筑路机械与施工机械化. 2017(11)
[3]加热板形状对沥青混合料滚筒加热效率的影响[J]. 马登成,李旋,李宗,李平. 甘肃农业大学学报. 2017(04)
[4]叶片结构对沥青混合料加热滚筒温度场分析[J]. 马登成,李旋,李宗. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2017(07)
[5]沥青混合料搅拌加热滚筒设计及加热效率模拟与验证[J]. 马登成,李旋,李宗,李平. 农业工程学报. 2016(15)
[6]沥青路面就地热再生加热方式[J]. 李旋,马登成,杨士敏. 中南大学学报(自然科学版). 2016(04)
[7]沥青路面热风循环加热机理与加热机作业参数研究[J]. 郭小宏,陶清容,郭伟. 科学技术与工程. 2014(23)
[8]沥青路面就地热再生加热机的加热方式对比[J]. 郭小宏,李朋伟,欧阳结新,郭伟,钟黎. 筑路机械与施工机械化. 2014(02)
[9]沥青路面铺筑温度场数值仿真模型[J]. 王黎明,谭忆秋. 北京工业大学学报. 2013(12)
[10]沥青路面微波现场热再生传热模型(英文)[J]. 孙铜生,史金飞,朱松青. Journal of Southeast University（English Edition）. 2008(01)
硕士论文
[1]红外与热风协同加热沥青路面影响因素仿真分析[D]. 姚锦涛.长安大学 2019
[2]沥青路面微波养护车加热装置天线及其阵列仿真研究[D]. 张翼飞.长安大学 2012
本文编号：3332670
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3332670.html
