[碩士]碳纖維發(fā)熱線用于路面融雪化冰的技術(shù)研究

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　　[碩士]碳纖維發(fā)熱線用于路面融雪化冰的技術(shù)研究　　學(xué)科專(zhuān)業(yè):結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：大連理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2008　　路面狀況的好壞是影響道路交通的重要因素，在冬季，當(dāng)水泥混凝土路面困降雪而積雪結(jié)冰時(shí)，給行車(chē)安全和人民生活帶來(lái)了嚴(yán)重的影響，甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前世界各國(guó)廣泛采用撒鹽(NaC1,CaCl2)來(lái)融雪化冰的方法，嚴(yán)重影響道路路面混凝土的耐久性，對(duì)路面設(shè)施造成損害，破壞周?chē)鷳B(tài)環(huán)境，因此尋求新型的融雪化冰方法具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義?！　? 本文將碳纖維發(fā)熱線作為電熱材料鋪設(shè)于混凝土路面中，以路面冬季融雪化冰為研究背景，重點(diǎn)對(duì)碳纖維發(fā)熱線混凝土的電熱效應(yīng)融雪化冰的可行性進(jìn)行了研究，同時(shí)應(yīng)用傳熱學(xué)知識(shí)，對(duì)影響融雪化冰效果的因素進(jìn)行了試驗(yàn)分析，所做的研究對(duì)碳纖維發(fā)熱線用于混凝土路面融雪化冰的工程應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和參考價(jià)值。主要工作如下:　　 (1)根據(jù)能量守恒定律，建立并求解碳纖維發(fā)熱線混凝土電熱升溫和降溫微分方程，得到碳纖維發(fā)熱線混凝土在升溫和降溫階段溫度隨時(shí)間的變化曲線，該曲線綜合反映了混凝土的截面尺寸、散熱面積、電熱功率以及對(duì)流輻射換熱系數(shù)對(duì)混凝土升降溫過(guò)程的影響。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試布置碳纖維混凝土的電熱升溫和降溫曲線，試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算值吻合較好。　　 (2)利用碳纖維發(fā)熱線的電熱效應(yīng)進(jìn)行路面融雪化冰時(shí)，對(duì)流輻射換熱損失是影響路面融雪化冰效果的主要因素，而風(fēng)力等級(jí)、環(huán)境溫度、有無(wú)隔熱層等對(duì)熱量損失有很大影響。通過(guò)分析混凝土大板在不同的輸入功率下板表面溫升與風(fēng)力等級(jí)、環(huán)境溫度的關(guān)系，得到風(fēng)力等級(jí)、環(huán)境溫度對(duì)板表面溫升效果的影響;通過(guò)對(duì)混凝土小板有、無(wú)隔熱層的溫升試驗(yàn)研究，得到有、無(wú)隔熱層時(shí)板表面溫升效果的差別?！　? (3)建立碳纖維發(fā)熱線混凝土板融雪化冰的試驗(yàn)裝置，對(duì)碳纖維發(fā)熱線混凝土板的發(fā)熱均勻性進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，研究結(jié)果表明，當(dāng)間距為10 cm時(shí)，碳纖維發(fā)熱線混凝土通電后，混凝土板表面能產(chǎn)生均勻分布的熱量，以滿足均勻融化冰雪的需要?！　? (4)對(duì)碳纖維發(fā)熱線混凝土小板進(jìn)行室內(nèi)(冰柜)融化冰雪的試驗(yàn)研究，得到輸入功率、環(huán)境溫度和冰雪層的厚度對(duì)融化時(shí)間的影響，在此基礎(chǔ)上，對(duì)混凝土大板在野外進(jìn)行了融雪化冰應(yīng)用試驗(yàn)研究。

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