青藏铁路冻土未冻水含量与热参数试验
第39卷 第10期2007年10月
哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报
JOURNAL OF HARB I N I N STI T UTE OF TECHNOLOGY
Vol
139No110
Oct.2007
青藏铁路冻土未冻水含量与热参数试验
王丽霞1,2,3,4,胡庆立2,凌贤长2,蔡德所1,4,徐学燕2
(1.广西电力工业勘察设计研究院,南宁530023,E2mail:wanglixiaql@https://www.wendangku.net/doc/672648728.html,;2.哈尔滨工业大学土木工程学院,
哈尔滨150090;3吉林建筑工程学院,长春130021;4武汉大学土木工程学院,武汉430072)
摘 要:针对青藏铁路沿线路基中广泛分布的冻结粉质粘土,采用脉冲核磁共振法测定不同初始含水量、不
同温度条件下冻土中未冻水含量;同时,采用稳定态比较法测定冻土的导热系数,采用量热法测定冻土的比
热,据此计算冻土的容积热容量和导温系数.结果表明:冻土中未冻水含量随负温和初始含水量降低而降低,
在0～-2℃与初始含水量接近,在-2～-5℃陡降,在-5℃达到突变点,随后又随负温降低而缓慢下降,负
温低于-5℃时未冻水含量受初始含水量影响甚微且在13%、18%、23%3种初始含水量条件下的未冻水含
量趋于一致;冻土的导热系数随负温降低、初始含水量增大而增大;冻土的容积热容量随负温升高、初始含水
量增大而增大;冻土的导温系数随负温升高、初始含水量增大而减小.
关键词:未冻水含量;导热系数;容积热容量;导温系数;冻结粉质粘土
中图分类号:P362文献标识码:A文章编号:0367-6234(2007)10-1660-04
Test study on unfrozen wa ter con ten t and therma l param eters of
q i n gha i2ti betra ilway frozen silty cl ay
WANG L i2xia1,2,3,4,HU Q ing2li2,L I N G Xian2zhang2,CA IDe2suo1,4,XU Xue2yan2
(1.Guangxi Electric Po wer I ndustry I nvestigati on Design and Research I nstitute,Nanning530023,China,E2mail:wanglixiaql@ 163.co m;2.School of Civil Engineering,Harbin I nstitute of Technol ogy,Harbin150090,China;3J i L in A rchitectural and Civil Engineering I nstitute,Changchun130021,China;4.School of Civil Engineering,W uhan University,W uhan430072,China)
Abstract:U sing pulse res onance nuclear magnetic method,the values of unfr ozen water content were meas2 ured with different initial water content and te mperature of fr ozen silty clay which is widely distributed al ong the Q inghai Tibet rail w ay line.U sing the steady comparing method,the ther mal conductivity of fr ozen silty clay was measured.The values of s pecific heat were als o measured under the sa me test conditi on,the volumet2 ric heat capacity and ther mal diffusivities were calculated based on the test results.Result indicates that the unfr ozen water content decreases with the decreasing te mperature and water content,it is cl ose t o the initial water content at te mperature of0～-2℃,it decreases quickly at te mperature of-2～-5℃,it attains catastr ophy point at te mperature of-5℃,and then it decreases sl owly with the te mperature decreasing.It is not affected evidently by the initial water content when te mperature is at bel ow-5℃and the results are cl ose t o the sa me value with the three initial water content of18%,13%and23%.The ther mal conductivity increa2 ses with te mperature decreasing and initial water content increasing,the volu metric heat capacity increases
收稿日期:2005-06-16.
基金项目:冻土工程国家重点实验室开放基金资助项目
(SK LFSE200402);中国科学院知识创新工程资助重
大项目(KZCX1-SE-04).
作者简介:王丽霞(1972—),女,博士,副教授;
凌贤长(1963—),男,教授,博士生导师;
蔡德所(1952—),男,教授,博士生导师;
徐学燕(1946—),女,教授,博士生导师.
with the increasing of te mperature and water content,whereas the ther mal diffusivity decreases with the in 2creasing of te mperature and water content .
Key words:unfr ozen water content;ther mal conductivity;volu metric heat capacity;ther mal diffusivity;fr ozen silty clay of qinghai -tibet rail w ay
冻土中未冻水含量(质量百分比)与热参数关系密切.未冻水含量是冻土物理力学性质如强度、模量、阻尼、泊松比等变化的主导影响因子和
热工计算的必需指标[1-6]
.影响冻土热学性质的
因素很多[2-6]
,研究冻土热参数的变化规律及其主要影响因素如初始含水量、温度等,对于正确认识冻土的冻融作用且提出合理的冻害防治措施具有重要意义,并为寒区工程的热工计算准备必要的参数.很多学者均针对以上课题做了大量的试
验及理论研究工作[1-8]
,但是冻土因土性、场地条件、气象等不同而赋有很强的个例性.因此,基于前人工作且以青藏铁路抗震与抗冻害为应用背景,试验研究青藏铁路沿线路基中广泛分布的冻结粉质粘土的未冻水含量和热参数的变化规律及其主要影响因素,对于合理认识冻土物理力学性质具有一定意义,也为进一步开展多年冻土场地工程的设计施工、灾害防治积累部分基础资料.
1 未冻水含量
试验的土样为采自青藏铁路沿线路基中广泛分布的冻结粉质粘土,塑限1614%,液限2719%,干容
重118g/c m 3
,颗粒级配见图1;采用重塑土办法制备试件,并在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室完成全部试验内容
.
图1 粉质粘土颗分曲线
111 试验仪器
采用脉冲核磁共振法测定冻土的未冻水含量.主要仪器有PRAX I SPR —103型脉冲核磁共
振分析仪(由样品探针和分析仪控制台组成),LT —50型低温循环浴(温度-50～40℃,温度稳定性±0102℃),若干玻璃试管(直径24mm ,长
15c m ),热电偶测温设备.112 试验步骤
1)首先将风干土加入适量蒸馏水并充分拌
合,配置成所需含水量13%,18%,23%的试样装
入试管(装佯高度5c m ,信号测试有效段的位置在距管底2～315c m 处)且用针在试样中心插一小孔(孔深度2～215c m ),然后插入热电偶工作端且用橡皮塞密封管口.试管插入低温循环浴中.
2)热电偶零端插入盛有冰水混合物的零温瓶内,热电偶的测量端与数字电压表相接.
3)接通仪器电源,循环浴的温度设定为20℃,恒温4h 开始测量.首先记录数字电压表读数(可换算为试样温度),然后从循环浴中取出
试管且擦干试管外壁,同时快速插入样品探针中测试并记录信号强度,再将试管插入循环浴中并重新设定循环浴温度、恒温1～2h 进行第二个温度的信号强度测量,以此逐步测量.设定的温度依次为:20,15,12,9,6,3,0,-015,-2,-5,-7,-10,-12,-15℃.
4)上述试验结束后,从试管中取出土样用烘干法测定其初始含水量.113 试验数据整理
根据文献[4]建议的方法,整理试验数据.首先,取正温段的试验数据进行信号强度与温度之间关系的线性回归,求得式(1)中的a 和b ;然后,将不同负温下测得的信号强度和初始含水量依次代入式(1),求得相应负温下的未冻水含量.试验整理结果见图2.
w u =
w 0Y Y 1
,
Y 1=a +b θ
.
(1)
图2 冻结粉质粘土中未冻水含量与温度关系曲线
?
1661?第10期王丽霞,等:青藏铁路冻土未冻水含量与热参数试验
式中:w u 为未冻水含量,%,w 0为初始含水量,
%,θ为温度,℃,Y 为测得的信号强度,Y 1为计算的信号强度,a 和b 为经验系数.114 试验结果
由图2看出,冻土中未冻水含量因负温降低而减少,在0～-2℃与初始含水量接近,在-2～-5℃陡降,在-5℃达到突变点,随后又随负温降低而缓慢下降;负温高于-5℃时,未冻水含量随初始含水量增加而增加,负温越高,未冻水含量随初始含水量增加而增加的幅度越大;负温低于-5℃时,未冻水含量受初始含水量影响甚微,即13%、18%、23%3种初始含水量条件下的未冻水含量趋于一致,说明对于所用的粉质粘土,在低于-5℃的负温条件下,尽管初始含水量相差很大,但是土充分冻结后的未冻水含量基本一致,也从一个侧面很好解释了冻土的强度在较低温度下随负温降低而缓慢增长的内在原因,因为未冻水含量是影响冻土强度的重要因素之一,这一点对于工程中保护冻土很有意义.
冻土中水存在3个主要相变区,即剧烈相变区、过渡区、冻结稳定区,不同相变区之间未冻水含量变化量显著不同.以上试验结果反映青藏铁路沿线路基中广泛分布的冻结粉质粘土即如此:-2～-5℃为剧烈相变区(未冻水含量变化极大),-5～-10℃为过渡区,低于-10℃为冻结稳定区,特别是在-2℃左右负温微小改变可引
起未冻水含量极大变化,由此从本质上证实了高
温冻土性能的极其不稳定,这也与所做的-2℃条件下冻土低温动三轴试验的不稳定现象一致(王丽霞、凌贤长,2003).鉴于上述,针对青藏铁路沿线的冻结粉质粘土路基,应设法使永久冻层的负温在-5℃以下、低于-10℃更好,并且力求降低填土路基中填土的初始含水量(在保证路基土达到最大压实度所需的最优含水量的前提下),以努力确保冻土的稳定性且提高冻土路基的抗震性能,由于负温变化而导致冻土的稳定性、动力性能、强度等改变的一个内在原因是其中未冻水含量的变化.
2 热参数
211 导热系数
采用稳定态比较法测定冻土的导热系数,W /m ?K .根据文献[5]建议的方法,设定13%、18%、23%3种初始含水量条件,测定不同负温下冻土的导热系数(为了比较,对每一种初始含水量,还测定一个正温下非冻土的导热系数),测定结果见图3(a ).由图3(a )看出,冻土的导热系数随负温降低而呈线性增大、随初始含水量降低而减小(符合对冻土导热系数的一般认识),这是由于负温、初始含水量改变而使冻土中未冻水含量发生变化所致;非冻土的导热系数远小于冻土的导热系数
.
图3 冻结粉质粘土热参数与负温关系曲线
212 容积热容量
冻土属于一种由土骨架、冰、水、气体所组成
的多相介质,冻土的比热具有按照土骨架、冰、水
三相加权平均的性质(4)
为
C d =
C s +(w 0-w u )C i +w u C w
1+w 0
.(2)
式中:C d 为冻土的比热,kJ /(kg .℃)),w 0、w u 分
别为冻土中初始含水量和未冻水含量,%,C s 、C i 、C w 分别为土骨架、冰、水的比热.
首先采用量热法测定土骨架的比热,再按照式(2)计算不同负温、不同含水量条件下冻土的比热(式(2)中,w 0、w u 为试验测定值,C i 、C w 由相关文献查出),最后依据式(3)计算冻土的容积热容量(为了比较,对每一种初始含水量,还测定一个常温下非冻土的容积热容量).
C =C d ρ.
(3)
式中:C 为冻土的容积热容量,kJ /m 3
K,ρ为冻土
?2661?哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报 第39卷
的天然容重,kg/m3.
冻土的容积热容量测定结果见图3(b).由图3(b)看出,冻土的容积热容量随负温升高、初始含水量增大而增大,符合对冻土容积热容量的一般认识;非冻土的容积热容量远大于冻土的容积热容量.由于未冻水的储热性能很大且远大于冰的储热性能,因而在初始含水量相同条件下,负温越低,冻土中未冻水含量越少、冰水比越大,所以冻土的容积热容量越小;同样道理,在相同负温条件下,初始含水量越高,冻土中未冻水含量越多、冰水比越小,所以冻土的容积热容量越大.
213 导温系数
冻土的导温系数与导热系数、容积热容量之间存在如式(4)的关系(4).
α=λ
Cγ
.(4)
式中:α、λ、Cγ分别为冻土的导温系数、导热系数、容积热容量.
据式(4),冻土导温系数的换算结果见图3 (c).为了比较,图3(c)中还表示出对每一种初始含水量一个正温下非冻土的导温系数.由图3(c)看出,冻土的导温系数随负温升高、初始含水量增大而减小;非冻土的导温系数远小于冻土的导温系数.如上述,在相同初始含水量条件下,负温越低,冻土的导热系数越大、容积热容量越小,因而导温系数越大;而在相同负温条件下,虽然冻土的容积热容量和导热系数均随初始含水量降低而减小,但是比较图3(a),(b)可知,随初始含水量降低,容积热容量减小的幅度较导热系数减小的幅度小得多,所以导温系数随初始含水量降低而增大,这只是对冻土的导温系数随初始含水量降低而增大的初步定性解释,尚有待进一步查找原因.3 结 语
1)冻土中未冻水含量与热参数关系密切,并且直接影响冻土的热物理性质、静力学性质、动力学性质等;
2)冻土的导热系数、容积热容量、导温系数等热参数,不仅是关于冻土工程热工计算所需的必要指标,而且有助于正确认识冻土冻融过程、合理确定建(构)筑物冻害防治措施、逐步理解冻土力学性能.
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(编辑 姚向红)
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第10期王丽霞,等:青藏铁路冻土未冻水含量与热参数试验
青藏铁路的冻土问题
★青藏铁路的冻土问题★ 青藏铁路穿过冻土区有550公里，实际上真正的冻土地段不到400公里；而在这400公里中，属于较不稳定、不稳定多年冻土地区不会超过190公里，其中极不稳定高温冻土地段在100公里之内。 历史上对冻土开展过哪些研究 青藏铁路冻土研究涉及的内容之深、投入的人力物力之多、经历的时间之长在世界上都是罕见的 早在60年代，铁一院便与中科院原冰川冻土研究所、铁道部科学研究院西北研究所一道，在青藏高原以风火山地区为代表，开展了高原冻土的研究。这一研究已坚持开展了近40年，取得了丰硕的成果。现在可以肯定讲，青藏铁路沿线冻土的基本分布特征已基本搞清，在冻土地区修建铁路在技术上已没有大的问题，是科学的、完全可行的。 另外，1974年8月，根据中央指示和当时加快勘测设计工作的要求，曾成立了由中国科学院、铁道部、一机部、铁道兵、青海省、西藏自治区等有关领导同志组成的青藏铁路科研工作领导小组，下设盐湖冻土、高原机电设备、通信信号、施工等四个协作组；组织了全国9个部门与19个省、市、自治区的68家工厂、部队、研究所、设计院和大、专院校，共1700多名科技人员，开展了青藏铁路科研工作，进行了大量的研究与实践，并取得了卓有成效的成果，部分成果于1980年底通过了审查鉴定。 多年冻土区土建工程设计的主要原则 青藏铁路的成败决定于路基，而路基最大的问题就是多年冻土。根据不同的工程地质条件，土建工程应根据不同情况，采取相应的不同设计原则： 在年平均地温较低的稳定型多年冻土区应采取保持地基冻结状态的设计原则；在年平均地温较高、含冰量较少、基沉降量可以得到有效控制的地段，采用施工及运营期允许融化的原则；在极不稳定的冻土地段，可采用铺设保温层、通风路基、清除富冰冻土、热桩、以桥代路等综合技术措施；在不融沉或弱融沉的少冰冻土、多冰冻土地区可采取不考虑建筑物热力影响的常规设计方法；在各类冻土地区都必须加强对冻土的环境保护，对取弃土场、路基填筑方式等制定严格的技术要求。 多年冻土的解决办法与技术 目前有多种解决的办法与技术，一是适当提高路基填土高度，用天然土保温，这种方法价廉，可普遍采用。二是在路基埋设工业保温层（PU、EPS等），埋设5~10厘米保温板，在工程实践中均取得极佳工程效果。三是埋设通风管，就是在路堤中埋设直径30厘米左右的金属或混凝土横向通风管，可以有效降低路基温度。四是采用抛石路基，即用碎块石填筑路基，利用填石路基的通风透气性，隔阻热空气下移，同时吸入冷量，起到保护冻土的作用。五是在少数极不稳定冻土地段修建低架旱桥，工程效果有保证，但造价高。青藏高原温度对冻土的影响非常大，一般情况地面温度比气温高3℃~4℃，没有太阳的直接照射，设置保温层地基或者通风地基可降低原地面温度2℃~3℃。而修筑这样的保温地基和通风地基，每公里增加造价为60~200多万元。 多年冻土地区的具体工程措施 （1）合理控制路基高度，是保护冻土最有效、最经济的方法。 （2）铺设保温层，1993年在昆仑山等地推广使用，效果良好。 （3）通风路基，能起到通风保温和保护冻土的作用。 （4）以桥代路，保证工程的可靠性。 （5）桥涵工程采用桩基础，满足防冻的要求。
建筑物理热工参数和日照实验
建筑物理实验报告 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 建筑物理实验室 2012年11月
实验日期：2012年10月29日小组成员：xx、xx、xx、xx、xx 学生成绩： 实验题目(一)：建筑热工参数测定实验 实验目的： 1、了解热工参数测试仪器的工作原理； 2、掌握温度、湿度、风速的测试方法，达到独立操作水平； 3、利用仪器测量建筑墙体内外表面温度场分布，检验保温设计效果； 4、测定建筑室内外地面温度场分布； 可通过对室外环境的观测，针对住宅小区或校园内地形、地貌、生物生活对气候的影响，进而研究在这个区域内的建筑如何应用有力的气候因素和避免不利的气候影响 实验内容： 1.测定建筑室内外热工参数 2.测定建筑墙体内外表面温度，检验保温效果。 3.测定建筑室内外地面温度场分布。 4.测定住宅小区或校园内建筑环境气候。 实验测试表格及简单说明： 日期：2012年10月29日 地点：吉林建筑工程学院实验楼 天气：雪 建筑周围环境描述：该建筑为弧形平面，建筑四周有绿化，位置处在校园圆形建筑群之中。建筑材质说明：该建筑室外墙面为深咖色贴砖，室内墙面为白色墙面。室外地面为灰色面砖铺路砖，室内地面为浅色光滑地砖。
空气温湿度及风速数据表表面温度数据表 地点 室外地面与墙距离外墙距地高 0 0.5 1 1.5 0 0.5 1 1.5 ＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－ 表面温度3.7 2.8 5.0 2.7 4.7 2.6 4.3 2.4 3.7 2.8 3.6 3.3 3.4 2.9 3.0 2.7 3.6 2.9 4.9 2.5 4.6 2.8 4.5 2.3 3.6 2.9 3.4 3.1 3.6 2.8 2.9 2.8 3.7 3.0 4.9 2.8 4.8 2.7 4.4 2.4 3.7 2.8 3.3 2.9 3.7 2.7 2.9 3.0 备注+：阳面 -：阴面单位：米 表面温度数据表 地点 教室地面与墙距离教室墙面距地高 0 0.5 1 1.5 0 0.5 1 1.5 ＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－＋－ 表面温度15.7 8.4 16.4 8.9 16.2 9.0 15.9 9.1 15.7 8.4 16.0 9.1 16.4 10.3 16.8 10.1 14.9 8.7 17.3 8.7 16.7 9.5 15.8 9.5 15.9 8.7 16.1 9.3 16.7 10.0 16.7 10.1 15.5 9.0 16.9 8.6 16.4 9.3 15.8 9.4 16.1 9.1 15.8 9.3 16.8 10.2 16.6 10.2 备注+：阳面 -：阴面单位：米 地点室外阳面室外阴面一廊二廊三廊四廊阳面教室阴面教室气温9.3 5.8 11.6 15.9 15.6 16.4 16.4 15.7 湿度36.8 47.4 32.2 28.5 27.1 33.1 45.5 33.6 风速0.35 0.44 0.32 0.26 0.07 0.06 0.03 0.05 备注一、二、三、四廊分别为一、二、三、四层的廊道
青藏铁路冻土施工
冻土是一种特殊的、低温易变的自然体，会给各类工程造成冻胀和融沉的问题。在寒季，冻土像冰一样冻结，并且随着温度的降低体积发生膨胀，建在上面的路基和钢轨就会被膨胀的冻土顶得凸起；到了夏季，冻土融化体积缩小，路基和钢轨又会随之凹下去。冻土的冻结和融化反复交替地出现，路基就会翻浆、冒泥，钢轨出现波浪形高低起伏，对铁路运营安全造成威胁，其特殊性和复杂性在世界上独一无二。世界上几个冻土大国俄罗斯、美国、加拿大等都为解决冻土技术难题付出了艰辛的努力。中国在冻土研究方面起步较晚，在20世纪八十年代中期以前，中国的冻土研究基本上继承了前苏联在多年冻土方面研究的经验和理论。 青藏铁路创了两个世界之最：世界上海拔最高的铁路，全线经过海拔4000米以上地段有965公里；同时它也是世界铁路工程史上穿越多年冻土最长的铁路，达到了550公里。在冻土区修建铁路是一个世界性技术难题，对施工技术和施工能力是严峻的挑战 青藏铁路建设中的冻土难题 (2007-09-17 10:46:33) 转载 标签： 教育杂谈 多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱是青藏铁路建设中无法回避的三大难题，其中多年冻土尤为关键，是最难啃的一块骨头。如今，青藏铁路即将全线通车试运营，这无疑表明，中国已解决了铁路穿越多年冻土地带的工程技术难题。 据了解，冻土在寒季就像冰一样冻结，随着温度的降低体积会发生膨胀，建在上面的路基和钢轨就会被“发胖”的冻土顶得凸起；到了夏季，融化的冻土体积缩小，路基和钢轨又会随之凹下去。冻土的冻结和融化反复交替地出现，路基就会翻浆、冒泥，钢轨会出现波浪形高低起伏，对铁路运营安全造成威胁。 据有关专家介绍，冻土虽然在加拿大、俄罗斯等国家也存在，但他们是属高纬度冻土，比较稳定。而青藏铁路纬度低，海拔高，日照强烈，加上青藏高原构造运动频繁，且这里的多年冻土具有地温高、厚度薄等特点，其复杂性和独特性举世无双。 针对这种情况，青藏铁路有111公里线路铺设了一种特殊的路基，即在土路堤底部填筑一定厚度片石，上面再铺筑土层的路基。这种多孔隙的片石层通风路基为国内首创。它是效果较佳的保护冻土措施，好似散热排风扇，冬季从路堤及地基中排除热量，夏季较少吸收热量，起到冷却作用，能降低地基土温度0.5 摄氏度以上。 全长11.7公里的青藏铁路清水河特大桥横架在可可西里冻土区，它是一种以桥代路的保护冻土措施，铁轨飞架而过可以不惊扰冻土。青藏铁路中这种以桥代路桥梁达156.7公里，占多年冻土地段的四分之一。据称，如此大规模采取以桥代路措施，在世界上也是首次。
青藏铁路沿线主要次生不良冻土现象的调查和机理分析
第24卷 第6期 岩石力学与工程学报 V ol.24 No.6 2005年3月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering March ，2005 收稿日期：2004–03–30；修回日期：2004–05–20 作者简介：余绍水(1969–)，男，现为博士研究生，主要从事工程管理、冻土工程和土木工程方面的研究工作。E-mail ：wdpan@https://www.wendangku.net/doc/672648728.html, 。 青藏铁路沿线主要次生不良冻土现象的 调查和机理分析 余绍水1， 3，潘卫东2，史聪慧1， 3，王小军4，梁 波5 (1. 中国科学院 寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室，甘肃 兰州 730000； 2. 东南大学 土木工程学院，江苏 南京 210096；3. 中铁12局集团有限公司，山西 太原 030024； 4. 中铁西北科学研究院，甘肃 兰州 730000；5. 兰州交通大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730300) 摘要：经过野外调查发现，完成施工但尚未投入运营的青藏铁路沿线出现了一些次生不良冻土现象。通过讨论这些次生不良冻土现象的分布规律和危害，认为铁路路基对地下水条件和冻土热稳定性的破坏是导致产生次生不良冻土现象的根本原因，并初步探讨了针对这些现象的工程防治措施。 关键词：土力学；青藏铁路；次生不良冻土现象；机理；调查 中图分类号：P 642 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2005)06–1082–04 INVESTIGATION AND MECHANISM ANALYSIS OF THE MAJOR SECONDARY HARMFUL FROZEN-SOIL PHENOMENA ALONG QINGHAI —TIBET RAILWAY YU Shao-shui 1，3 ，PAN Wei-dong 2，SHI Cong-hui 1 ，3 ，WANG Xiao-jun 4，LIANG Bo 5 (1. State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering ，Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute ，The Chinese Academy of Sciences ，Lanzhou 730000，China ；2. School of Civil Engineering ，Southeast University ，Nanjing 210096，China ；3. Twelve Bureau Group Ltd. Co.，China Railway Engineering Corporation ，Taiyuan 030024，China ；4. Northwest Research Institute of China Railway Engineering Corporation ，Lanzhou 730000，China ；5. School of Civil Engineering ，Lanzhou Jiaotong University ，Lanzhou 730300，China ) Abstract ：A number of secondary harmful frozen soil phenomena were found along Qinghai —Tibet railway which are being developed since the completion of construction of the railway. The distribution laws and danger of these phenomena are discussed. These are mainly caused by disturbance of ground water condition and thermal stability. Some key principles to control these disasters are also discussed. Key words ：soil mechanics ；Qinghai —Tibet railway ；secondary harmful frozen-soil phenomena ；mechanism ；investigation 1 引 言 不良冻土现象，是指土体在冻结和融化作用下产生的物理地质现象。在多年冻土区修筑铁路会遇到许多不良冻土现象[1]，反过来，铁路的修建又会 形成新的不良冻土现象即次生不良冻土现象，对铁路路基等建筑物产生种种危害。因此，调查和研究青藏铁路沿线多年冻土区主要不良冻土现象的类型、分布和发育特征，对避免和防治次生不良冻土现象的发生和发展，保证铁路工程的稳定和安全有着非常重要的现实意义。
华中科技大学建筑物理建筑热工学实验室内热环境参数对比试验
建筑与城市规划学院实验报告 实验项目：室内热环境参数对比试验
一．实验目的 建筑物室外的各种气候因素通过建筑物的围护结构、外门窗及各类开口，直接影响室内的气候条件。为获得良好的室内热环境，必须了解当地各主要气候因素的概况及变化规律，并以此作为建筑设计的依据。 一个地区的气候状况是许多因素综合作用的结果。对室内热环境参数，需要测试的项目有空气温度，湿度，风速及风力等。我们知道影响室内热环境的主要因素是室外气候状况，但对于同一幢楼房中不同的楼层，不同的朝向，同一套间内不同朝向的房间，在相同的室内气候条件下，尤其是在室外恶劣气候条件下，其室内热环境参数由于所处的位置不同而有较大的差异。 对此我们是有感性认识的。这次实验将这种差异量化，从这些差异值寻找经济实用的解决方法，掌握测量方法和注意事项。 二．测试时间与地点 2011年6月19日（十一周周六十二周周日），华中科技大学紫菘公寓12栋601室，寝室窗户朝南而开。测试正中距地面1.5米高的位置（气温为城市近郊气象台离地面1.5米高处空气的温度）。其他测点若干个，就沿房间纵，横轴每2m一个设置若干个测点。（为了便于说明问题，附设一个加测点，即外墙内表面距离窗台下300mm处布置一测点，测量外墙内表面温度。） 测试选择时间在6月19日（本应该选择夏天中最炎热的一天或冬天最寒冷的一天，但根据实际情况选择了这个时间测量），测量时间为正午12点到第二天正午12点，一共24个小时，每隔半小时测量一次并记录数据。
三．测量仪器 温湿度自记仪，温度自记仪，黑球温度计，电子微风仪 四．测点布置 测点布置在房间正中距地面1.5米高的位置（图示B点）。其他测点若干个，沿房间纵，横轴每2m一个设置若干个测点（图示C点）。应画出被测房间的平面图，剖面图，标明基本尺寸及测点位置，并说
热工学实践实验报告
2016年热工学实践实验内容 实验3 二氧化碳气体P-V-T 关系的测定 一、实验目的 1. 了解CO 2临界状态的观测方法，增强对临界状态概念的感性认识。 2. 巩固课堂讲授的实际气体状态变化规律的理论知识，加深对饱和状态、临界状态等基本概念的理解。 3. 掌握CO 2的P-V-T 间关系测定方法。观察二氧化碳气体的液化过程的状态变化，及经过临界状态时的气液突变现象，测定等温线和临界状态的参数。 二、实验任务 1．测定CO 2气体基本状态参数P-V-T 之间的关系，在P —V 图上绘制出t 为20℃、31.1 ℃、40℃三条等温曲线。 2．观察饱和状态，找出t 为20℃时，饱和液体的比容与饱和压力的对应关系。 3．观察临界状态，在临界点附近出现气液分界模糊的现象，测定临界状态参数。 4．根据实验数据结果，画出实际气体P-V-t 的关系图。 三、实验原理 1. 理想气体状态方程：PV = RT 实际气体：因为气体分子体积和分子之间存在相互的作用力，状态参数（压力、温度、比容）之间的关系不再遵循理想气体方程式了。考虑上述两方面的影响，1873年范德瓦尔对理想气体状态方程式进行了修正，提出如下修正方程： ()RT b v v a p =-??? ? ?+2 （3-1） 式中: a / v 2 是分子力的修正项； b 是分子体积的修正项。修正方程也可写成 : 0)(23 =-++-ab av v RT bp pv （3-2） 它是V 的三次方程。随着P 和T 的不同，V 可以有三种解：三个不等的实根；三个相等的实 根；一个实根、两个虚根。 1869年安德鲁用CO 2做试验说明了这个现象，他在各种温度下定温压缩CO 2并测定p 与v ，得到了P —V 图上一些等温线，如图2—1所示。从图中可见，当t >31.1℃时，对应每一个p ，可有一个v 值，相应于（1）方程具有一个实根、两个虚根；当t =31.1℃时，而p = p c 时，使曲线出现一个转折点C 即临界点，相应于方程解的三个相等的实根；当t <31.1℃时，实验测得的等温线中间有一段是水平线（气体凝结过程），这段曲线与按方程式描出的曲线不能完全吻合。这表明范德瓦尔方程不够完善之处，但是它反映了物质汽液两相的性质和两相转变的连续性。 2．简单可压缩系统工质处于平衡状态时，状态参数压力、温度和比容之间有确定的关系，可表示为： F （P ，V ，T ）= 0
青藏铁路建设和冻土技术问题
浅析青藏铁路建设和冻土技术问题 [摘要]：本文主要分析了青藏铁路建设的冻土问题，青藏铁路建设三大技术难题的核心就是冻土问题. 我国多年对冻土的研究为青藏铁路建设打下坚实的技术基础, 但是大规模的铁路建设实践给施工建设提出了大量深层次的冻土技术问题. 以青藏铁路建设为背景, 结合冻土区科研、设计、施工和建设管理工作的实践, 对青藏铁路建设的冻土技术问题进行了分析,对高原多年冻土区的建设具有一定的参考价值. [关键词]: 青藏铁路; 多年冻土; 技术措施; 建设管理 1. 引言 冻土是一种对温度极为敏感的土体介质。冬季，冻土在负温状态下就像冰块，随温度的降低体积发生剧烈膨胀，顶推上层的路基、路面。而在夏季，冻土随着温度升高而融化，体积缩小后使路基发生沉降，这种周期性变化往往很容易导致路基和路面塌陷、下沉、变形、破裂。青藏铁路的多年冻土, 分布在铁路通过地区延长近550 km 的围. 冻土问题, 实质上是冻土区筑路技术问题, 是青藏铁路建设的三大技术难题( 高原、冻土、生态环境保护) 的核心问题. 修建在多年冻土上面的铁路工程, 受多年冻土季节融化层的热学状态和力学性质周而复始变化的影响, 导致铁路建筑物发生冻胀融沉变形. 由于自然环境条件和冻土环境条件变化以及修建铁路的工程活动影响, 导致原来多年冻土季节融化层发生一系列复杂变化, 使这种冻胀融沉变形变得复杂化,因而使工程建筑物( 路基、桥梁涵洞基础) 的冻胀和融沉变形问题成为冻土区修建铁路的面临的主要技术难题. 我们所说的青藏铁路冻土区修建铁路的主要技术问题就在于此. 2. 青藏铁路冻土区工程建设的技术基础 20 世纪60 年代以来, 以中国科学院冰川冻土研究所( 现中国科学院寒区旱区环境与工程研究所) 、铁道部高原研究所( 现中铁西北科学研究院) 和铁第一勘察为主力的青藏高原冻土研究工作, 在野外地质调查工作基础上, 以风火
高原冻土施工及环境保护讲座
青藏铁路高原冻土施工技术及环境保护 --- 辛卫（主讲） 为贯彻铁道部党组提出的“高起点、高标准、高质量”修好青藏铁路，保护好每个青藏铁路参建员工的身体健康，预防和减少高原病发生，真正体现“以人为本、科技先导、环境保护、机械化快速施工” 的施工组织原则,作为我们每个参建员工来说，都必须对青藏铁路施工技术及青环境保护进行学习，并运用于施工生产过程中去。 下面就对青藏铁路高原冻土施工技术及环境保护作概括讲述：一、青藏铁路高原冻土施工技术 1、青藏铁路格拉段概况 青藏铁路由青海省省会西宁至西藏自治区首府拉萨，全长1963 公里，其中西宁至格尔木段（长845 公里）已于1984 年交付临管运营。 格尔木?拉萨简称格拉段，为新建单线I级铁路，全长1118公 里（青海省境内564 公里，西藏自治区境内554 公里），该段处在世界上海拔最高、气候条件恶劣的青藏高原腹地，线路北起青海省西部重镇格尔木市，基本沿青藏公路南行，途径纳赤台、五道梁、沱沱河沿、雁石坪，翻越唐古拉山进入西藏自治区境内，经安多县、那曲地区、当雄县到拉萨市。沿线地质构造复杂，经过连续多年冻土地区553.758 公里（多年冻土北界位于西大滩断陷盆地，南界位于安多谷地），主要存在高原冻土、高地震烈度及活动断层等工程地质问题，在建设过程中将面临三大技术难题：高原缺氧、多年冻 土、环境保护。
2、冻土学基础理论 （ 1 ）基本概念 冻土是指处于o °c以下，并含有冰的岩石和土体。包括多年冻土（指冻结状态维持在二年或二年以上的冻土）和季节冻土（指冬季冻结，来年夏季融化，冻结状态维持在二年以下的土体）。 季节融化层是指每年暖季融化、寒季冻结的多年冻土上部覆盖层。 季节冻结层是指每年寒季冻结、暖季融化的土层。 多年冻土上限是指多年冻土顶面的埋藏深度。 多年冻土下限是指多年冻土底面的埋藏深度。 多年冻土人为上限是指工程建筑物修建和运营后，多年冻土新形成的上限。 （2）不良冻土地质现象： A、冰椎：多年冻土区地下水或河流封冻后地下（河水）流出地表形成的椎状或盾状冰体。 B、冻胀丘；多年冻土区地下水在冻结土层下聚集冻结，形成透镜状厚层冰体，将地表隆起形成丘状的土丘。 C、热融湖塘：由人为作用或自然作用引起高含冰量多年冻土融化下沉所形成的积蓄水的洼地。 D 、热融滑坍：高含冰量冻土分布在平缓山坡，由于人为破坏坡 脚，高含冰量冻土暴露融化，上覆土层失去支撑而坍塌，与融化泥水混合顺坡向下滑动的坡面坍滑现象。 E、沼泽湿地：多年冻土区某些植被覆盖良好的山前平缓低地或洼地，由
第一章建筑热工学基本知识习题
第一章建筑热工学基本知识习题 自己收集整理的 错误在所难免 仅供参考交流 如有错误 请指正！谢谢 第一篇建筑热工学 第一章建筑热工学基本知识 习题 1-1、构成室内热环境的四项气候要素是什么？简述各个要素在冬（或夏）季 在居室内 是怎样影响人体热舒适感的 答：（1）室内空气温度：居住建筑冬季采暖设计温度为18℃ 托幼建筑采暖设计温度为20℃ 办公建筑夏季空调设计温度为24℃等 这些都是根据人体舒适度而定的要求
（2）空气湿度：根据卫生工作者的研究 对室内热环境而言 正常的湿度范围是30-60% 冬季 相对湿度较高的房间易出现结露现象 （3）气流速度：当室内温度相同 气流速度不同时 人们热感觉也不相同 如气流速度为0和3m/s时 3m/s的气流速度使人更感觉舒适 （4）环境辐射温度：人体与环境都有不断发生辐射换热的现象 1-2、为什么说 即使人们富裕了 也不应该把房子搞成完全的"人工空间"？ 答：我们所生活的室外环境是一个不断变化的环境 它要求人有袍强的适应能力 而一个相对稳定而又级其舒适的室内环境 会导致人的生理功能的降低 使人逐渐丧失适应环境的能力
从而危害人的健康 1-3、传热与导热（热传导）有什么区别？本书所说的对流换热与单纯在流体内部的对流传热有什么不同？ 答：导热是指同一物体内部或相接触的两物体之间由于分子热运动 热量由高温向低温处转换的现象 纯粹的导热现象只发生在密实的固体当中 围护结构的传热要经过三个过程：表面吸热、结构本身传热、表面放热严格地说 每一传热过程部是三种基本传热方式的综合过程 本书所说的对流换热即包括由空气流动所引起的对流传热过程 同时也包括空气分子间和接触的空气、空气分子与壁面分子之间的导热过程 对流换热是对流与导热的综合过程 而对流传热只发生在流体之中 它是因温度不同的各部分流体之间发生相对运动 互相掺合而传递热能的 1-4、表面的颜色、光滑程度
散热器热工性能实验报告 (1)
实验二 散热器性能实验 班级： 姓名： 学号： 一、实验目的 1、通过实验了解散热器热工性能测定方法及低温水散热器热工实验装置的结构。 2、测定散热器的散热量Q ，计算分析散热器的散热量与热媒流量G 和温差T 的关系。 二、 实验装置 1.水位指示管 2.左散热器 3. 左转子流量计 4. 水泵开关及加热开关组 5. 温度压差巡检仪 6.温度控制仪表 7. 右转子流量计 8. 上水调节阀 9.右散热器 10. 压差传感器 11.温度测点T1、T2、T3、T4 图1散热器性能实验装置示意图 三、实验原理 本实验的实验原理是在稳定的条件下测定出散热器的散热量： Q=GC P （t g -t h ） [kJ/h] 式中：G ——热媒流量， kg/h ； C P ——水的比热， kJ/Kg.℃； t g 、t h ——供回水温度， ℃。 散热片共两组:一组散热面积为：1m 2 二组散热面积为：0.975 m 2 上式计算所得散热量除以3.6即可换算成[W]。 低位水箱内的水由循环水泵打入高位水箱，被电加热器加热，并由温控器控制其温度在某一固定温度波动范围，由管道通过转子流量计流入散热器中，经其传热将一部分热量散入房间，降低温度后的回水流入低位水箱。流量计计量出流经每个散热器在温度为t g 时的体积流量。循环泵打入高位水箱的水量大于散热器回路所需的流量时，多余的水量经溢流管流回低位水箱。
四、实验步骤 1、测量散热器面积。 2、系统充水，注意充水的同时要排除系统内的空气。 3、打开总开关，启动循环水泵,使水正常循环。 4、将温控器调到所需温度（热媒温度）。打开电加热器开关，加热系统循环水。 5、根据散热量的大小调节每个流量计入口处的阀门，使之流量、温差达到一个相对稳定的值，如不稳定则须找出原因，系统内有气应及时排除，否则实验结果不准确。 6、系统稳定后进行记录并开始测定： 当确认散热器供、回水温度和流量基本稳定后，即可进行测定。散热器供回水温度 t g 与t h 及室内温度t均采用pt100.1热电阻作传感器，配数显巡检测试仪直接测量， 流量用转子流量计测量。温度和流量均为每10分钟测读一次。 G t =L/1000=L·10-3 m3/h 式中：L——转子流量计读值； l/h； G t ——温度为t g 时水的体积流量；m3/h G=G t ·ρ t （kg/h） 式中：G——热媒流量，（kg/h）； ρt——温度为t g时的水的密度，（kg/ m3）。 7、改变工况进行实验： a、改变供回水温度，保持水量不变。 b、改变流量，保持散热器平均温度不变。 即保持 2h g p t t t + =恒定8、求散热器的传热系数K 根据Q=KA（t p -t ） 其中：Q——为散热器的散热量，W K——散热器的传热系数，W/m2.℃ A ——散热器的面积，一种为0.975 m2，另一种为1 m2 t p ——供回水平均温度，℃ t ——室内温度，℃ 9、实验测定完毕： a、关闭电加热器； b、停止运行循环水泵； c、检查水、电等有无异常现象，整理测试仪器。 五、注意事项 1、测温点应加入少量机油，以保持温度稳定； 2、上水箱内的电热管应淹没在水面下时，才能打开，本实验台有自控装置；但亦应经常检查。
建筑物理实验报告
建筑物理实验报告 班级：建筑112 姓名：刘伟 学号： 01111218 指导教师：周洪涛 建筑物理实验室 2014年10月15日 小组成员：张思俣；郭祉良；李照南；刘伟；王可为；
第三篇建筑热工实验 一、实验一建筑热工参数测定实验 二、实验目的 1、了解热工参数测试仪器的工作原理； 2、掌握温度、湿度、风速的测试方法，达到独立操作水平； 3、利用仪器测量建筑墙体内外表面温度场分布，检验保温设计效果； 4、测定建筑室内外地面温度场分布； 5、可通过对室外环境的观测，针对住宅小区或校园内地形、地貌、生物生活对气候 的影响，进而研究在这个区域内的建筑如何应用有力的气候因素和避免不利的气 候影响。 三、实验仪器概述 I．WNY —150 数字温度仪 ●用途：用于对各种气体、液体和固体的温度测量。 ●特点：采用先进的半导体材料为感温元件，体积小，灵敏度高，稳定性好。温度值 数字显示，清晰易读，测温范围：-50℃～150℃，分辨力：0.1℃。 ●测试方法及注意事项： 1.取下电池盖将6F22，9V叠层电池装入电池仓。 2.按ON键接通电源，显示屏应有数字显示。 3.插上传感器，显示屏应显示被测温度的数值。 4.显示屏左上方显示LOBAT时，应更换电池。 5.仪器长期不用时，应将电池取出，以免损坏仪表。 II．EY3-2A型电子微风仪 ●用途：本产品是集成电子化的精密仪器，适用于工厂企业通风空调，环境污染监测， 空气动力学试验，土木建筑，农林气象观测及其它科研等部门的风速测量，用途十分广泛。 ●特点： 1.测量范围宽，微风速灵敏度高，最小分度值为0.01m/s。 2.高精度，高稳定度，使用时可连续测量，不须频繁校准 3.仪器热敏感部件，最高工作温度低于200℃，使用安全可靠，在环境温度为 -10℃～40℃内可自动温度补偿。 4.电源电压适用范围宽：4.5V～10V功耗低。 ●主要技术参数： 1.测量范围：0.05～１ｍ/s 1～30m/s(A型) 2.准确度：≤±2﹪F.S。 3.工作环境条件：温度－10℃～＋40℃相对湿度≤85%RH。 4.电源：R14型（2#）电池4节 ●工作原理：本仪器根据加热物体在气流中被冷却，其工作温度为风速函数这一原理设 计。仪器由风速探头及测量指示仪表两部分组成。 ●测试方法及注意事项：
攻克青藏铁路的瓶颈——冻土
攻克青藏铁路的瓶颈——冻土 冻土，是指温度在0℃以下,并含有冰的各种岩土和土壤。是一种对温度极为敏感的土体介质,含有丰富的地下冰。一般可分为短时冻土、季节冻土以及多年冻土(数年至数万年以上)。冻土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度特征。正是由于这些特性,在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险:冻胀和融沉。其中起重要作用的是水的存在形态,当水变成冰时体积增大,使土体膨胀,地表因此而拱起升高,这就是冻胀；当土中的冰转变为水时,体积收缩,地表便发生融化下沉,简称融沉。在这两种现象的反复作用下,道路或房屋的基底就会出现破裂或者塌陷。 世界上多年冻土区的大量工程实践也证明：发生病害或破坏的工程建筑多数属高温冻土。而青藏高原是全球气候变化的“启动器”和“放大器”,其升温将高于全球平均值。如果以青藏高原未来50年气温升高2℃来预测,多年冻土将会退化乃至消失,从而引起路基塌陷、桥基失稳。因此,高温冻土加温室效应,使青藏铁路的修筑面临着双重挑战。 青藏铁路沿线的冻土现象主要有：冻胀丘、热融滑塌、热融洼地、石海、冻胀草丘、冰锥、冻拔、热融冲沟、石环、斑土等。青藏高原纷繁复杂的冻土环境，成为制约青藏铁路建设的瓶颈。 1961年，为了攻克青藏高原多年冻土区筑路技术难关，中国惟一的青藏高原冻土观测站在海拔4900多米的风火山诞生。几代科技工作者与高原冻土展开了艰苦卓绝的斗争。 *中国高原冻土筑路科学研究城 40多年来，风火山观测站开展了气象观测、太阳辐射比观测、地中热流观测、不同地表热对比观测、冻土力学观测、深孔地温观测、23个试验路基观测等工作。每一项观测内容，每一个基础数据，都直接关连着青藏高原生态环境的稳定，关连着青藏铁路的成败。西北院科技人员共测取了1200多万个涵盖高原冻土地区各种气象条件和地温变化的数据，积累了极为宝贵的第一手资料，为突破高原冻土筑路技术难关奠定了坚实的科技基础。 如今，风火山上已修筑厚层地下冰地段试验路基523米，包括路堑、半路堑、零断面、低路堤、高路堤和涵洞；建立气象观测达12个项目，地温观测建立80余孔，其中，在1960年钻成的35米深的冻土地温观测孔，已由人工观测变成自动观测系统；建立工程变形观测点10多个；建立公路黑色路面温度观测、桥涵变形、下沉地温观测和桩基试验观测10多个。这里被誉为“中国高原冻土筑路科学研究城”。 *解决冻土问题的三类方法 目前，青藏铁路现有的冻土工程措施可分为三类。一调控辐射，即在路基顶部和路基边坡铺设遮阳棚、遮阳板，减少到达地面的太阳辐射。二调控对流，即通过路基结构形式强制土体产生对流效应，有效利用自然冷能资源来保护多年冻土，如片石通风路基。三调控传导，路基铺设保温材料、热棒（桩）、加高路基高度等措施，改变土体热传导过程。在青藏铁路，有一种特殊的铁路路基，即在土路堤底部填筑一定厚度片石，上面再铺筑土层的路基。这种多孔隙的片石层通
建筑物理实验报告.
建筑物理实验报告[建筑热工、建筑光学和建筑声学实验] XXX XXXX XXXXXXX
建筑物理实验报告 第一部分建筑热工学实验 （一）温度、相对湿度 1、实验原理： 通过实验了解室外热环境参数测定的基本内容；初步掌握常用仪器的性能和使用方法；明确各项测量的目的；进一步感受和了解室外气象参数对建筑热环境的影响。 2、实验设备：TESTO 175H1温湿度计 3、实验方法：` （1）在测定前10min左右，把湿球温度计感应端的纱布用洁净水润湿。 （2）若为手动通风干湿球温度计，用钥匙上紧上部的发条，并把它悬挂于测点。待3～4min，当温度计数值稳定后，即可分别读取干、湿球温度计的指示值。读数时，视平线应与温度计水银面平齐。先读小数，后读整数。 （3）根据干湿球温度计的读数，获得测点空气温度。 （4）根据干、湿球温度计读数值查表，即可得到被测点空气的相对湿度。
4、实验结论和分析 室内温湿度 仪器：TESTO 175H1 位置湿度（%）温度（℃） 暖气上方A 24.5 17.5 桌面上方B 25.6 17.0 南边靠墙柜子C 25.5 16.8 室内门口处D 25.1 16.5 5.对测量结果进行思考和分析 根据测量的数据可以看出，室内各处的温度及湿度较为平均。暖气上方的区域温度较高而导致相对湿度较低。桌子由于靠近暖气，所以温度较高。柜子由于距离暖气较远，温度相对较低，较为接近室内的平均气温。门口处由于通风较好，温度较低，湿度相对较高。
（二）室内风向、风速 1、实验原理：QDF型热球式电风速计的头部有一直径约0.8mm的玻璃球，球内绕有镍镉丝线圈和两个串联的热电偶。热电偶的两端连接在支柱上并直接暴露于气流中。当一定大小的电流通过镍镉丝线圈时，玻璃球的温度升高，其升高的程度和气流速度有关。当流速大时，玻璃球温度升高的程度小；反之，则升高的程度大。温度升高的程度反映在热电偶产生的热电势，经校正后用气流速度在电表上表示出来，就可用它直接来测量气流速度。 2、实验设备：TESTO 425 3、实验方法： （1）把仪器杆放直，测点朝上，滑套向下压紧，保证测头在零风速下校准仪器。 （2）把校正开关置于“满度”位置，慢慢调整“满度调节”旋钮，使电表指针在满刻度的位置。再把校正开关置于“零位”的位置，用“粗调”、“细调”两个旋钮，使电表指针在零点的位置。 （3）轻轻拉动滑套，使侧头露出相当长度，让侧头上的红点对准迎风面，待指针较稳定时，即可从电表上读出风速的大小。若指针摇摆不定，可读取中间示值。 （4）风向可采用放烟或悬挂丝的方法测定。
热工检测技术课程设计
课程设计报告 学生姓名:学号：2012307010936 学院:自动化工程学院 班级: 自动卓越121 题目: 热工参数检测仪表 刘口 指导教师：职称: 实验师 201年月日
目录 第一章题目背景及意义 (1) 第二章第二章设计题目介绍 (1) 2.1设计目的 (1) 2.2设计内容及要求 (1) 2.3设计工作任务及工作量的要求 (1) 2.4设计成果形式及要求 (2) 第三章压力表的检定 (2) 3.1压力表的概述 (2) 3.2压力表简介 (2) 3.2.1压力表原理 (2) 3.2.2压力表构造 (3) 3.2.3性能分类 (3) 3.3压力表检定方法 (3) 3.4计量器具 (4) 3.5示值误差、回城误差和敲定位移的检定 (4) 3.6实验操作步骤 (4) 3.7结果处理 (4) 3.8误差分析 (5) 3.9测量结果 (6) 第四章热电阻的检定 (7) 4.1热电阻概述 (7) 4.2热电阻工作原理 (7) 4.3热电阻允差 (7) 4.4热电阻的检定方法 (8) 4.5检定设计方法 (8) 4.6实验操作步骤 (8)
4.7结果处理 (8) 4.8误差分析 (9) 4.9检定结果 (9) 第五章流量计的检定 (16) 5.1流量计概述 (16) 5.2转子流量计工作原理 (16) 5.3流量计检定方法 (17) 5.4测量工作原理和主要技术参数 (17) 5.5实验操作步骤 (17) 5.6数据处理 (18) 5.7误差分析 (18) 第六章总结 (19) 参看文献 (19)
第一章题目背景及意义 电厂热工检测技术及仪表是电厂热工自动化的重要内容之一，所要完成的任务就是为运行操作人员及时、准确和方便的反应生产过程运行情况的各种物理量、化学量以及生产设备的工作状态并自动的进行检查和测量，以便监督生产过程的进行情况和趋势，电厂热工过程自动化是随着火力发电事业的发展而发展起来的。在火电厂锅炉和汽轮机都装有大量的检测仪表，其中包括传感器、变送器、显示仪表和记录仪表等。他们随时显示、记录、累积和变送机组运行各种参数，以便进行必要的操作和控制，保障机组安全经济的运行。 总之，检测仪表是保障生产过程安全经济运行及实现自动化的前提条件和必要条件，配备完善的自动监测系统能够为操作人员提供操作数据，为自动化装备提供准确及时的测量信号，为宏观技术管理提供参考依据，可以改善运行和检修人员的劳动条件，提高劳动效率和设备可靠性。 第二章设计题目介绍 2.1设计目的 通过本课程的学习，学生应达到如下基本目标：使学生了解热工系统中常用的压力、温度及流量等热工参数的特性及检测的方法，熟练掌握这些测量仪表的使用方法，能对常用测量仪表的精度进行校验。 2.2设计内容及要求 （1）根据《压力控制器检定规程JJG 544-2011》及《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程JJG 52-1999》的要求对压力控制器和压力表进行检验，并给出检定报告。 （2）根据热电偶及热电阻检定规程，使用热工检定系统对热电偶或热电阻进行校验，并给出检定报告，报告格式见指导书。 （3）根据《冷水水表检定规程JJG162-2009》，利用流量试验台对流量表进行检定并给出相应的检定报告。 （4）熟练使用磁翻柱式、差压式液位计的使用方法。 2.3设计工作任务及工作量的要求 （1）课程设计报告（题目介绍、背景意义、要求及实验过程等）；
喷水室热工性能测定(空气调节实验
喷水室热工性能测定实验讲义 一、实验目的 喷水室是将喷淋的水与被处理的空气直接接触的一种空气热湿处理设备，在喷水室中喷不同温度的水，可以实现七种空气处理过程（如图）。 图中七种空气处理过程是喷水室中的处理过程。实际过程中，空气终态点达不到饱和线（ψ=100%）上，且水温自始至终在变化，其终温低于理想终温。实际过程接近理想过程的程度如何，取决于喷水室的热工性能。本实验根据实验时的季节和现有实验条件选择以上七种空气处理过程之一作喷水室热工性能测定。 二、实验原理 喷水室的热工性能是用所谓热交换效率系数和接触系数来评价的。喷水室的热交换效率系数E （亦称第一热交换效率）： E = 1-（ts 2-tw 2）/(ts 1-tw 1) (1) 喷水室的接触系数E`（亦称第二热交换效率）： E`=1-（t 2-ts 2）/(t 1-ts 1) (2) (1)式和（2）式中， t 1、ts 1—空气初态的干、湿球温度； t 2、ts 2--空气终态的干、湿球温度； tw 1 、tw 2—水的初温、终温。 对于某一个既定的空气处理过程，在喷水室实验台上测出的空气初态，终态的干、温球温度，水的初温、终温，就可以按（1）、（2）式求出实验的喷水室的 A t 2=t l t 4=t S t 6=t A φ = 100％ Pq 6 Pq 4Pq 2
两个热交换效率E和E`。 影响喷水室的两个热交换效率E和E`的因素很多，但对一定的空气处理过程而言对它们起主要影响的是： 1)空气质量流速vp kg/m2·s; 2)喷水系数μ（μ=W/G， W—水量，kg/h；G—空气量，kg/h）； 3）喷水室的结构特性（主要是指喷嘴排数，喷嘴密度，。排管间距、喷嘴类型、喷嘴孔径和喷水方向等）。两个热交换效率E和E`与空气处理过程，喷水室结构特性及VpU的关系是用实验方法得出的如下形式的实验公式（卡尔皮斯公式）： E=A (Vp)m U n （3） E`=A` (Vp)m U n` （4） 对于一个既定的空气处理过程，当喷水室结构特性一定时，（3）、（4）中的A、A`、m、m`、n、n`均有确定的值。（参阅《空气调节》教材附录3-1）。如果实验条件与卡尔皮斯公式的系数和指数之实验条件相符，则用公式（1）、（2）所得到的EE`应该分别与用公式（3）(4)所算得的EE`相符合。 三、实验仪器 水银干、湿球温度计，量程0--50°C，分度0.1°C-t1, ts1,t2,ts2测量； 水银温度计，0--50°C，分度0.1°C—tw1,tw2测量； 毕托管、倾斜微压计—空气动压测量，求测量断面平均风速V； 流量喷嘴，双管水银差压计—水量W测量； 弹簧压力表—喷嘴前水压监视。 四、实验步骤 1、看懂实验指导书和实验装置图（见附图），并结合现场实验装置，检查各实验仪器的位置和安设； 2、风机、水泵启动前应先后检查： 1)风机：用手转动离心风机皮带，使叶轮按规定旋转方向转数圈，在旋转中如发现有故障，应查明原因后及时排除，风机的光圈阀在风机启动前应置于关闭位置，以备风机空载启动； 2)水泵：用手转动离心水泵的联轴器，使泵轮按正常旋转方向转数圈。在旋转中如发现转轴过紧或过松，或发现其他故障，应采取措施，使水泵处于启动前的正常状态。水泵的出水阀门在水泵启动前应关闭，以备水泵空载启动； 3)喷水室前后干、湿球湿度计：检查浸有湿球纱布的小水瓶是否有水，若缺水或少水应注满水（以蒸馏水为宜）。开启取样风机，检查运转是否正常，检查取样管是否漏气； 4)毕托管和微压计：毕托管和微压计用在喷水室后面的方形喉管处，以测定该处断面上的平均风速，使用前将微压计置平，定妥常数K值，置手柄“校准”位置后，进行微压计调零。然后，用橡皮将毕托管与微压计相连，检查橡皮管是
(完整版)建筑热工学习题(有答案)-15
《建筑物理》补充习题(建筑热工学) 6. 把下列材料的导热系数从低到高顺序排列， n 、水泥膨胀珍珠岩 哪一组是正确的(B ) ?1、钢筋混凝土; (A) n 、v 、i 、w 、川 (B) v 、n 、 川、W 、I (C) i 、w 、川、n 、v (D) v 、n 、 W 、川、I 7.人感觉最适宜的相对湿度应为( ) (A) 30~70 % (B) 50~60% (C) 40~70% (D) 40~50% 8.下列陈述哪些是不正确的( ) A.铝箔的反射率大、黑度小 B.玻璃是透明体 C.浅色物体的吸收率不一定小于深颜色物体的吸收率 D.光滑平整物体的反射率大于粗糙凹凸物体的反射率 9.白色物体表面与黑色物体表面对于长波热辐射的吸收能力( )。 A.白色物体表面比黑色物体表面弱 B.白色物体表面比黑色物体表面强 C.相差极大 D.相差极小 10.在稳定传热状态下当材料厚度为 面积的导热量，称为( )。 1m 两表面的温差为 1 C 时，在一小时内通过 1m 2截 A. 热流密度 B.热流强度 C.传热量 D.导热系数 11. 下面列出的传热实例，( )不属于基本传热方式。 C. 人体表面接受外来的太阳辐射 D.热空气和冷空气通过 1. 太阳辐射的可见光，其波长范围是( A . 0.28~3.0 (B) 0.38~ 0.76 2. 下列的叙述，() )微米。 (C) 0.5~1.0 不是属于太阳的短波辐射。 (A)天空和云层的散射 (C)水面、玻璃对太阳辐射的反射 3. 避免或减弱热岛现象的措施，描述错误是( (A)在城市中增加水面设置 (C)采用方形、圆形城市面积的设计 4. 对于影响室外气温的主要因素的叙述中， (A)空气温度取决于地球表面温度 (C)室外气温与空气气流状况有关 5. 在热量的传递过程中， 量传递称为( )。 (A)辐射 (B)对流 (D) 0.5~2.0 (B)混凝土对太阳辐射的反射 (D)建筑物之间通常传递的辐射能 )。 (B)扩大绿化面积 (D)多采用带形城市设计 ()是不正确的。 (B)室外气温与太阳辐射照度有关 (D)室外气温与地面覆盖情况及地形无关 物体温度不同部分相邻分子发生碰撞和自由电子迁移所引起的能 (C)导热 (D)传热 ;川、平板玻璃；W 、重沙浆砌筑粘土砖砌体；V 、胶合板 A. 热量从砖墙的内表面传递到外表面 B. 热空气流过墙面将热量传递给墙面