管内盐水流动状态对单管冻结温度场影响规律分析 被引量：8

1

作者 张涛 杨维好 +3 位作者 黄家会 韩涛 张驰 宋雷 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2057-2064,共8页

为获得冻结工程中冻结管内盐水流动状态对温度场的影响规律,分析了冻结管内盐水流动特点与流动状态;基于相似理论,导出了考虑管内盐水流动时单管冻结温度场无量纲数学模型及相应的准则表达式,将众多影响因素简化为5个无量纲准则,大大降... 为获得冻结工程中冻结管内盐水流动状态对温度场的影响规律,分析了冻结管内盐水流动特点与流动状态;基于相似理论,导出了考虑管内盐水流动时单管冻结温度场无量纲数学模型及相应的准则表达式,将众多影响因素简化为5个无量纲准则,大大降低了研究的难度;利用综合数值计算与模拟试验,研究并获得了无量纲盐水温度Ty、雷诺准则Re、傅里叶准则Fo、普朗特准则Pr和格拉晓夫准则Gr对温度场的影响规律,分析获得了冻结壁形成厚度b和冻结管热流密度q与以上5个准则的对应关系;得出管内盐水的流动状态变化对冻结壁的厚度b及热流密度q的影响范围可达30%以上。根据不同冻结阶段温度场的发展特点,提出冻结工程中雷诺准则数Re的推荐值。 展开更多

关键词 人工地层冻结 单管冻结 盐水流动状态 温度场

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方形与圆形冻结管单管冻结温度场数值对比分析 被引量：6

2

作者 胡俊 刘勇 李玉萍 《森林工程》 2015年第4期152-157,共6页

为解决现有冻结管单管冻结能力不强致使增加循环冷媒介质用量和施工机械能耗的问题,可将传统圆形截面设计成方形截面。对方形冻结管的截面形式和施工工艺作一简单介绍,运用有限元软件对方形冻结管单管冻结时的温度场发展规律进行研究,... 为解决现有冻结管单管冻结能力不强致使增加循环冷媒介质用量和施工机械能耗的问题,可将传统圆形截面设计成方形截面。对方形冻结管的截面形式和施工工艺作一简单介绍,运用有限元软件对方形冻结管单管冻结时的温度场发展规律进行研究,主要得出:与传统圆形冻结管相比,方形冻结管可在不增加工程量的前提下大大提高单管冻结能力;虽然方形冻结管为非圆形截面,但其冻土帷幕温度场也是以冻结管中心为圆心呈同心圆分布;在靠近冻结管200mm内,方形冻结管比圆形冻结管制冷效果好;在距冻结管300mm以外,两种冻结管降温过程基本一致。 展开更多

关键词 方形冻结管 单管冻结 冻结法 温度场 数值模拟

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异型冻结管单管冻结温度场数值分析 被引量：3

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作者 董慧 胡俊 +1 位作者 曾晖 李艳荣 《路基工程》 2015年第5期27-31,共5页

为解决现有冻结管单管冻结能力不强致使增加循环冷媒介质用量和施工机械能耗的问题,可将传统圆形截面设计成异形截面。对X形冻结管截面形式和施工工艺作一简单介绍,运用有限元软件对X形冻结管与传统圆形冻结管单管冻结时的温度场进行对... 为解决现有冻结管单管冻结能力不强致使增加循环冷媒介质用量和施工机械能耗的问题,可将传统圆形截面设计成异形截面。对X形冻结管截面形式和施工工艺作一简单介绍,运用有限元软件对X形冻结管与传统圆形冻结管单管冻结时的温度场进行对比分析,主要得出:X形冻结管可在不增加工程量的前提下大大提高单管冻结能力;虽然X形冻结管为非圆形截面,但其冻土帷幕温度也是以冻结管为圆心呈同心圆分布;在靠近冻结管200 mm范围内,X形冻结管比圆形冻结管降温快,制冷效果更好;在与水平夹角45°的方向,两种冻结管降温过程完全一致。 展开更多

关键词 X形冻结管 单管冻结 冻结法 温度场 数值模拟

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局部保温条件下单管冻结温度场的研究 被引量：4

4

作者 张涛 齐善忠 《山西建筑》 2006年第7期137-138,共2页

分析了单管冻结温度场的传热机理,研究了几种单管冻结温度场的模型,探讨了其有关计算方法,推导了单管局部保温下与温度有关的准则关系式,对温度场的数值计算有一定的指导作用。

关键词 局部保温 温度场 单管冻结

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水-热-力耦合的单管冻结理论及其数值模拟

5

作者 刘纪峰 张会芝 +1 位作者 余照 付佳宁 《信阳师范学院学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第2期322-327,共6页

为研究考虑水-热-力耦合的人工冻结的环境效应,保证冻结施工安全,推导了水-热-力耦合的单管冻结理论公式,并将推导公式基于ANASYS软件进行了数值实现,对数值模拟成果进行了对比分析.结果表明:数值模拟冻结壁厚度达1.5 m,径向最大拉应力... 为研究考虑水-热-力耦合的人工冻结的环境效应,保证冻结施工安全,推导了水-热-力耦合的单管冻结理论公式,并将推导公式基于ANASYS软件进行了数值实现,对数值模拟成果进行了对比分析.结果表明:数值模拟冻结壁厚度达1.5 m,径向最大拉应力为0.39 MPa,最大压应力为0.2 MPa,与同条件下实际工程监测结果较为一致;冻结壁最大剪应力为0.36 MPa,最小剪应力为-0.27 MPa;冻胀最大位移达4.15 cm,比同条件下实际工程的监测结果大.数值模型验证了理论公式的有效性,相关结果可为类似工程参考. 展开更多

关键词 水-热-力耦合 单管冻结 理论研究 数值模拟

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方形冻结管单管冻结温度场数值分析

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作者 胡俊 李艳荣 张皖湘 《低温建筑技术》 2015年第8期105-107,共3页

为解决现有冻结管单管冻结能力不强致使增加循环冷媒介质用量和施工机械能耗的问题,可将传统圆形截面设计成异形截面。对方形冻结管的截面形式和施工工艺作一简单介绍,运用有限元软件对方形截面冻结管单管冻结时的温度场发展规律进行研... 为解决现有冻结管单管冻结能力不强致使增加循环冷媒介质用量和施工机械能耗的问题,可将传统圆形截面设计成异形截面。对方形冻结管的截面形式和施工工艺作一简单介绍,运用有限元软件对方形截面冻结管单管冻结时的温度场发展规律进行研究,主要得出:与传统圆形冻结管技术相比,方形冻结管具有较大的单位体积材料比表面积,因而可以在不增加工程量的前提下大大提高单管冻结能力,从而提高性价比;虽然方形冻结管为非圆形截面,但其冻土帷幕温度也是以冻结管为圆心呈同心圆分布,离冻结管越近温度越低;冻结20d时,-10℃圆形冻土帷幕半径发展为300mm;冻结40d时,0℃和-10℃圆形冻土帷幕半径分别为900mm和400mm;方形冻结管比圆形冻结管降温快,制冷效果更好。所得结果可为今后类似工程设计提供理论参考依据。 展开更多

关键词 方形冻结管 单管冻结 冻结法 数值模拟

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局部保温条件下单管冻结温度场的数值计算 被引量：7

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作者 李宁 邵钢 李长忠 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2010年第8期53-55,共3页

为了获取局部保温条件下单管冻结温度场的发展规律,采用ANSYS有限元软件对局部保温条件下的单管冻结温度场进行数值计算。结果表明:局部保温条件下单管冻结时,保温层厚度选用5 cm较合理;在选用5 cm的保温层厚度进行单管局部冻结时,保温... 为了获取局部保温条件下单管冻结温度场的发展规律,采用ANSYS有限元软件对局部保温条件下的单管冻结温度场进行数值计算。结果表明:局部保温条件下单管冻结时,保温层厚度选用5 cm较合理;在选用5 cm的保温层厚度进行单管局部冻结时,保温段与冻结段交界区域的温度梯度较大,该交界区域的范围主要为保温段下部3 m左右及冻结段上部1 m左右。在采用局部冻结技术的工程设计施工中,要根据实际情况合理布置保温层的厚度及范围。 展开更多

关键词 局部保温 单管冻结 数值计算 温度场 保温层

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不同盐水温度下单管冻结温度场数值分析 被引量：11

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作者 吴雨薇 胡俊 汪树成 《森林工程》 2017年第6期60-66,共7页

为了得到在不同盐水温度下单管冻结的温度场分布规律,运用有限元分析软件,采用单因素分析法进行数值模拟,得到单根冻结管在不同盐水温度下-1℃和-10℃等温线的变化规律,为工程实践提出优化方案。主要得出:在一定的范围内降低盐水温度可... 为了得到在不同盐水温度下单管冻结的温度场分布规律,运用有限元分析软件,采用单因素分析法进行数值模拟,得到单根冻结管在不同盐水温度下-1℃和-10℃等温线的变化规律,为工程实践提出优化方案。主要得出:在一定的范围内降低盐水温度可以有效地扩大冻结范围;单根冻结管的降温过程、有效的冻结范围(距冻结管轴心2 m处)以及-1℃与-10℃等温线之间的距离不随盐水降温计划的改变而改变;通过拟合盐水温度与冻结半径的关系得到最低盐水温度每降温5℃,其-1℃等温线的半径增大0.109 m,而-10℃等温线的半径增大0.085 7 m。所得结果可为日后的相关实际工程提供参考依据。 展开更多

关键词 冻结法 温度场 数值模拟 单管冻结

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中空圆环形冻结管单管冻结温度场数值分析 被引量：9

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作者 吴雨薇 胡俊 汪树成 《海南大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第1期41-48,共8页

为了解不同几何尺寸的中空圆环形冻结管在使用相同盐水降温计划时(通入相同体积的盐水)经过40 d积极冻结后其温度场的发展规律,使用有限元软件进行数值分析,采用单因素法进行模拟,数值模型选取瞬态温度场模型,得到最终的温度场发展变化... 为了解不同几何尺寸的中空圆环形冻结管在使用相同盐水降温计划时(通入相同体积的盐水)经过40 d积极冻结后其温度场的发展规律,使用有限元软件进行数值分析,采用单因素法进行模拟,数值模型选取瞬态温度场模型,得到最终的温度场发展变化规律.主要结论:在使用相同体积盐水的情况下,中空冻结管的冻结面面积较大,因此冻结效果较实心冻结管好;对空心冻结管来说,不同进水及出水口厚度对中空管的冻结效果有一定的影响,-1℃和-10℃的等温线相比较,几何尺寸对-1℃等温线的影响更大,每减小5mm进水管厚度,-1℃等温线半径增大0.199 mm,-10℃等温线半径增大0.112 mm;以冻结管轴心为中心,半径1.32 m及更远处的冻结效果不明显. 展开更多

关键词 中空环形冻结管 温度场 数值模拟 单管冻结

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保温层厚度对局部保温单管冻结温度场的影响 被引量：1

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作者 崔建军 《山西建筑》 2012年第16期46-47,共2页

采用数值计算方法研究了保温层厚度对局部保温条件下单管冻结温度场的影响,获取了保温层厚度对局部保温条件下单管冻结温度场的影响规律,研究获取的保温层厚度对局部保温条件下单管冻结温度场影响结果,可为单排、多排、单圈、多圈及其... 采用数值计算方法研究了保温层厚度对局部保温条件下单管冻结温度场的影响,获取了保温层厚度对局部保温条件下单管冻结温度场的影响规律,研究获取的保温层厚度对局部保温条件下单管冻结温度场影响结果,可为单排、多排、单圈、多圈及其他布置形式的局部冻结工程提供参考。 展开更多

关键词 单管冻结 局部保温 数值计算 温度场

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冻结水泥土搅拌桩温度场数值分析 被引量：9

11

作者 胡俊 刘勇 李玉萍 《森林工程》 2015年第5期118-123,共6页

为解决现有人工冻结法施工后周围地层产生冻胀融沉所引发不良后果的问题,冻结水泥土搅拌桩应运而生。在对冻结水泥土搅拌桩的施工工艺简单介绍的基础上,运用有限元软件对工字形冻结管单管冻结时水泥土的温度场发展规律进行研究。主要得... 为解决现有人工冻结法施工后周围地层产生冻胀融沉所引发不良后果的问题,冻结水泥土搅拌桩应运而生。在对冻结水泥土搅拌桩的施工工艺简单介绍的基础上,运用有限元软件对工字形冻结管单管冻结时水泥土的温度场发展规律进行研究。主要得出:冻结水泥土搅拌桩在保证地层承载力和防水性能的基础上,既可提高水泥土搅拌桩的抗剪和抗弯能力,也可减少水泥用量;冻结20 d时,-10℃冻土帷幕水平方向半径发展到120 mm,40 d时发展到180 mm;工字形冻结管所形成的冻土帷幕呈椭圆形分布向外发展,竖直方向发展较快;路径3上冻结初期靠近翼缘的分析点降温较快,冻结后期各点温度趋于一致。所得结果可为今后类似工程设计提供理论参考依据。 展开更多

关键词 冻结水泥土搅拌桩 单管冻结 冻结法 温度场 数值模拟

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发泡材料隔热条件下单管局部冻结温度场研究 被引量：4

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作者 张涛 杨维好 +2 位作者 韩涛 黄家会 张驰 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期119-125,共7页

局部保温冻结技术可解决冻结法在深井开拓工程中遇到的诸多技术问题,并可节约大量冷量。为获得保温材料特性对冻结温度场的影响规律,以外加套管的单管局部保温冻结温度场为研究对象,首先,将相似理论与理论分析相结合,导出了单管局部保... 局部保温冻结技术可解决冻结法在深井开拓工程中遇到的诸多技术问题,并可节约大量冷量。为获得保温材料特性对冻结温度场的影响规律,以外加套管的单管局部保温冻结温度场为研究对象,首先,将相似理论与理论分析相结合,导出了单管局部保温冻结温度场的无量纲数学模型及相应的准则表达式;其次,以无量纲准则作为影响因素,结合数值计算和模拟试验,研究了冻结管采用发泡材料保温条件下的单管局部冻结问题。分析获得了冻结管热流密度与保温材料的比热容、导热系数、保温层外半径等无量纲因素间的关系,提出局部保温冻结工程中保温材料导热系数最佳选用范围应不大于0.035（无量纲）,保温层外半径宜为1.4-1.6（无量纲）之间。研究结果具有广泛的适用性,为局部保温技术的设计和应用提供了理论基础和便利条件。 展开更多

关键词 人工地层冻结 局部冻结 温度场 单管冻结 发泡材料

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基于焓值理论土体人工冻结温度场演变规律研究 被引量：1

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作者 冯志超 刘朝福 罗金梅 《工业建筑》 北大核心 2023年第S01期429-433,共5页

近年来随着人工冻结法在含水土层开挖施工过程中的应用越来越多,对其温度场分布规律的研究有着重要的意义。为此,本文基于焓值理论,结合近年来发展的格子Boltzmann方法进行离散,通过C++程序语言建立相应的数值模型,并进行验证。最后以... 近年来随着人工冻结法在含水土层开挖施工过程中的应用越来越多,对其温度场分布规律的研究有着重要的意义。为此,本文基于焓值理论,结合近年来发展的格子Boltzmann方法进行离散,通过C++程序语言建立相应的数值模型,并进行验证。最后以此为基础分别对单管冻结、双管冻结、多管冻结过程中不同工况下的温度场分布规律进行研究,结果表明:单管冻结过程的温度分布呈现以冻结管为圆心的同心圆分布规律,比较直观的符合热力学传导规律;双管冻结过程温度场的分布则不是简单的两者之间累加过程,而是呈现出复杂的椭圆分布规律,同时处于不同位置处的土体其温度随时间的演化规律也呈现出不同的变化趋势;多管冻结影响下,处于冻结管内侧位置处节点的温度随时间的变化呈现出明显的阶梯状和阶段性,可明显的看出其相变潜热对温度场演化的影响。此外其冻结帷幕的演化方向主首先是沿着冻结管布置方向延伸,而后向冻结管内侧延伸。 展开更多

关键词 人工冻结 焓值理论 单管冻结 双管冻结 多管冻结

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