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沥青路面就地热再生机组加热装置的研究
| 论文题名： | 沥青路面就地热再生机组加热装置的研究 |
| 关键词： | 沥青路面;微波加热;辐射场分布;温度控制;热再生修复 |
| 摘要： | 微波加热以一种新型的加热方式被引进到沥青路面的热再生修复中。相比于常规的沥青路面加热方式，微波具有加热梯度小、加热深度大、不会加剧沥青老化和费用较少等优点。但微波加热沥青混合料也有其不足之处，如面层温度不均，沥青混合料的介电损耗相对较小和微波泄漏等问题。本文在道路施工技术与装备教育部重点实验室（长安大学）开放基金资助项目（项目编号:2013G1502053）和2012年江苏省“双创人才计划”以及“绿扬金凤计划”的支持下，以沥青路面就地热再生的加热装置为研究对象，应用电磁场的惠更斯(Huygens)等效原理、阵列天线的相关理论、局部非热平衡假设下多孔介质的传热传质理论等对微波加热功率分布的均匀性、微波加热的传热传质理论以及微波加热的温度控制等进行研究。 本文的主要研究工作有以下几点: (1)为了研究微波功率分布在被加热沥青路面的均匀性，针对微波加热器的结构，应用电磁场的等效原理等相关理论，对矩形波导和角锥喇叭口径面次级辐射场的场强分布进行了数学建模和求解。对不同结构尺寸和不同加热距离的角锥喇叭的场强分布进行了数值模拟和对比分析，用阵列天线理论对多磁控管的微波加热器辐射场的场强分布进行求解，通过数值模拟对比磁控管的排列位置和相位差对微波加热均匀性的影响，为角锥喇叭尺寸和磁控管阵列分布对微波加热均匀性的研究和微波加热器尺寸的优化设计提供理论依据。 (2)为了研究微波加热沥青混合料的传热传质机理，结合非局部热平衡假设下的多孔介质的传热传质理论，考虑水分的迁移对微波加热传热传质的影响，建立了微波加热过程的水分迁移模型和沥青混合料各相以及相与相之间的传热传质模型，通过分析微波在沥青混合料中的衰减理论和微积分的相关知识，对微波的功率密度公式进行了修正，对水分迁移模型和传热传质模型进行数值模拟，对比分析不同含水率的水分迁移对微波加热含水沥青混合料的影响。 (3)为了实现对微波加热沥青混合料过程的实时控制，采用模糊自适应PID控制器对微波加热过程进行控制，设计具有提前量和小调节量的模糊自适应PID控制器，缩短因系统反应引起的滞后时间，减少温度调节过程的能量消耗，实现微波加热真正的计算机自动化实时控制。 |
| 作者： | 李肖肖 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 罗天洪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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