原文传递
沥青路面热风加热换热过程研究与试验
| 论文题名： | 沥青路面热风加热换热过程研究与试验 |
| 关键词： | 沥青路面;热风加热;换热特性;均匀性;流固耦合模型 |
| 摘要： | 沥青路面加热是就地热再生的关键环节，对沥青路面就地热再生的施工速度和施工质量均具有重要影响，热风加热功率可控的特点使其在沥青路面再生加热中获得了广泛应用。为了进一步精准控制加热功率，提高沥青路面加热质量，需要对热风加热沥青路面的换热特性、加热均匀性进行研究。 本文依托校企合作项目“沥青路面热风加热工艺研究”，基于热风加热的强化对流换热理论，对影响热风加热沥青路面的换热特性和加热均匀性的因素进行了研究。建立了圆形单喷嘴喷出的热风加热沥青路面的流固耦合模型，利用Fluent软件对不同风速风温工况下的热风与沥青路面之间的换热过程进行了仿真，研制了沥青路面热风加热模拟试验装置及测试装置，进行了单喷嘴热风加热沥青路面换热特性的试验研究。建立了圆形喷嘴呈三角形排列的热风加热墙喷出的热风加热沥青路面的流固耦合模型，通过软件仿真研究了喷嘴间距、喷嘴直径和距离地面高度等参数对热风加热沥青路面加热均匀性的影响。 研究结果表明：风速和风温共同影响热风与沥青路面之间的换热量，风速通过改变换热系数影响热风与沥青路面的换热量，风速越高换热量越大，风速超过10m/s之后，换热量随热风风速增加而增加的速率变慢，加热效率降低，以10m/s的风速对旧沥青路面进行加热，可确保热风能量利用率高；风温通过增加热风蕴含的能量，增强热边界层的换热能力，从而增大热风与沥青路面的换热量。对于多喷嘴呈三角形排列的热风加热器，喷嘴直径越大，其换热能力越强，但加热均匀性随喷嘴直径增大而变差，当喷嘴间距分别为60mm、70mm、80mm、90mm、100mm时，在10mm、20mm、30m三种直径的喷嘴中，直径10mm的小尺寸喷嘴、间距为80mm时加热均匀性最佳；喷嘴距离地面的距离增加，热风与路面之间的换热量减小。热风与沥青路面之间换热热流密度的试验值和仿真值接近，且变化趋势一致，表明仿真结果可为实际工程施工中热风参数和机器参数的调整提供参考。 |
| 作者： | 黄克兵 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 顾海荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
