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原文传递可考虑对流传热作用的低温裂隙岩体传热试验系统及方法

专利名称：	可考虑对流传热作用的低温裂隙岩体传热试验系统及方法
摘要：	本发明公开了一种可考虑对流传热作用的低温裂隙岩体传热试验系统及方法，本发明通过温控系统或总控系统提供试验所需温度，通过水箱控制器或总控系统对绝热试验箱内的裂隙岩样进行供水，通过绝热试验箱内的压传感器、未冻水含量传感和所有温度传感器采集实时数据，通过总控系统进行数据分析得到最终结果。本发明设置了供水系统，在低温裂隙岩体传热试验时考虑到对流传热和冰‑水相变作用，能测量低温裂隙岩体的传热性能，从而更安全有效地解决寒区工程遇到的冻岩问题。
专利类型：	发明专利
申请人：	西安建筑科技大学
发明人：	刘乃飞;刘镰淦;杨蓓;张玉伟;宋战平;刘华;张强;王彤;范胜元
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T03:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T22:00:00+0805
申请号：	CN202010139853.9
公开号：	CN111189880A
代理机构：	西安通大专利代理有限责任公司
代理人：	李晓晓
分类号：	G01N25/20;G;G01;G01N;G01N25;G01N25/20
申请人地址：	710055 陕西省西安市碑林区雁塔路13号
主权项：	1.一种可考虑对流传热作用的低温裂隙岩体传热试验系统，其特征在于，包括供水系统(1)、温控系统(2)、绝热试样箱(3)、数据采集系统(4)、总控系统(5)和集水箱(6)；绝热试样箱(3)用于放置裂隙岩样(8)，裂隙岩样(8)的裂隙部位设置有水压传感器(26)和未冻水含量传感器(27)，绝热试样箱(3)上设置有温度传感器(18)，绝热试样箱(3)置于温控系统(2)的恒温室(17)内，绝热试样箱(3)通过保温进水管(11)连接供水系统(1)，绝热试样箱(3)通过保温出水管(24)连接集水箱(6)，水压传感器(26)、未冻水含量传感器(27)和温度传感器(18)均连接数据采集系统(4)，数据采集系统(4)、供水系统(1)和温控系统(2)连接总控系统(5)；数据采集系统(4)用于采集水压传感器(26)、未冻水含量传感器(27)和温度传感器(18)的数据并转发至总控系统(5)；总控系统(5)用于控制供水系统(1)的水流和温控系统(2)的温度，以及根据数据采集系统(4)采集的数据进行数据分析。 2.根据权利要求1所述的一种可考虑对流传热作用的低温裂隙岩体传热试验系统，其特征在于，供水系统(1)包括可控温水箱(10)和水箱控制器(9)，水箱控制器(9)设置在可控温水箱(10)上，保温进水管(11)插入水箱控制器(9)内并进入到控温控压水箱(10)内，水箱控制器(9)连接总控系统(5)。 3.根据权利要求2所述的一种可考虑对流传热作用的低温裂隙岩体传热试验系统，其特征在于，水箱控制器(9)内设置有恒流泵(13)，恒流泵(13)连接可控温水箱(10)和保温进水管(11)，恒流泵(13)上设置有水箱流量计(12)，恒流泵(13)和水箱流量计(12)通过水箱控制器(9)控制。 4.根据权利要求2所述的一种可考虑对流传热作用的低温裂隙岩体传热试验系统，其特征在于，可控温水箱(10)内设置有水箱控温板(15)和水箱温度计(14)，水箱控温板(15)和水箱温度计(14)均连接水箱控制器(9)。 5.根据权利要求1所述的一种可考虑对流传热作用的低温裂隙岩体传热试验系统，其特征在于，保温出水管(24)上设置有出水流量计(22)和出水温度计(23)，出水流量计(22)和出水温度计(23)均连接数据采集系统(4)。 6.根据权利要求1所述的一种可考虑对流传热作用的低温裂隙岩体传热试验系统，其特征在于，裂隙岩样(8)与绝热试样箱(3)间填充有微膨胀防水绝缘胶。 7.根据权利要求1所述的一种可考虑对流传热作用的低温裂隙岩体传热试验系统，其特征在于，绝热试样箱(3)通过试样箱支架(7)固定在恒温室(17)内。 8.权利要求1所述的一种可考虑对流传热作用的低温裂隙岩体传热试验系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，根据试验所需，制作裂隙岩样和无裂隙岩块；步骤二，采用热学参数测量仪测定无裂隙岩块的比热和热传导系数；步骤三，将裂隙岩样(8)按要求放入试样箱并连接温度传感器(18)，在裂隙岩样(8)的裂隙部位设置水压传感器(26)和未冻水含量传感器(27)；步骤四，调节温控系统(2)或通过总控系统(5)，使恒温室(17)内的温度符合试验要求；步骤五，调节水箱控制器(9)或通过总控系统(5)控制供水系统(1)对绝热试样箱(3)内供水；步骤六，数据采集系统(4)实时采集水压传感器(26)、未冻水含量传感器(27)、温度传感器(18)的数据以及出水量和出水温度并转发至总控系统(5)；步骤七，总控系统根据数据采集系统(4)采集的数据进行数据分析。 9.根据权利要求8所述的一种可考虑对流传热作用的低温裂隙岩体传热试验系统的工作方法，其特征在于，步骤五中，总控系统(5)和水箱控制器(9)持续采集水箱温度计(14)的数据，当数据小于阈值时，开启水箱控温板(15)，当数据高于阈值时，关闭水箱控温板(15)。 10.根据权利要求8所述的一种可考虑对流传热作用的低温裂隙岩体传热试验系统的工作方法，其特征在于，总控系统(6)或水箱控制器(9)实时采集水箱流量计(12)的数据，并控制恒流泵(13)的开闭。
所属类别：	发明专利