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基于冰相变主动温控技术避火服设计
1
作者 李坤城 李赛 《中国人民警察大学学报》 2022年第8期46-51,共6页
基于冰相变的主动温控技术原理,设计主动温控型避火服。介绍该避火服的工作原理和其动力、循环、温控系统的设计思路,并对该避火服舒适性进行试验测试,通过对比受试者身着传统被动式避火服和基于冰相变主动温控技术的新型避火服在三种... 基于冰相变的主动温控技术原理,设计主动温控型避火服。介绍该避火服的工作原理和其动力、循环、温控系统的设计思路,并对该避火服舒适性进行试验测试,通过对比受试者身着传统被动式避火服和基于冰相变主动温控技术的新型避火服在三种运动状态下身体温升情况,分析避火服的性能,测试基于冰相变的主动温控型避火服的内部控温效果。 展开更多
关键词 避火服 冰相变 主动温控 性能测试
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冻融作用下裂隙类砂岩断裂特征与强度损失研究 被引量：17
2
作者 刘艳章 郭赟林 +4 位作者 黄诗冰 蔡原田 李凯兵 王刘宝 李伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S2期62-71,共10页
寒区裂隙岩体中经常发生水冰相变产生冻胀力,冻胀力的反复作用会驱动岩体裂隙扩展、贯通甚至断裂破坏。通过在类砂岩试样中预制不同倾角的单开口裂隙,分别进行预冷和不预冷饱水裂隙冻融循环试验及冻融后的单轴压缩试验,探究冻结方式和... 寒区裂隙岩体中经常发生水冰相变产生冻胀力,冻胀力的反复作用会驱动岩体裂隙扩展、贯通甚至断裂破坏。通过在类砂岩试样中预制不同倾角的单开口裂隙,分别进行预冷和不预冷饱水裂隙冻融循环试验及冻融后的单轴压缩试验,探究冻结方式和裂隙倾角对裂隙冻胀扩展过程、断裂破坏特征及单轴强度的影响机制。试验结果表明,裂隙冻胀力是驱使裂隙冻融扩展的主要动力且与裂隙水的冻结方式密切相关,采用预冷方式冻结会引起绝大部分裂隙水挤出而难以形成冻胀裂纹;在非预冷冻结方式下冻胀裂纹一般先沿着预制裂隙共面方向扩展,但由于边界效应而逐渐转向短边,共面扩展长度与裂隙倾角呈正相关;当预制裂隙倾角在60°~90°时,岩体容易沿着冻胀裂纹方向发生压缩破坏,从而引起岩体单轴抗压强度降低。研究结果可为揭示裂隙岩体冻融损伤机制及开展寒区岩体工程建设提供借鉴。 展开更多
关键词 裂隙岩体 水-冰相变 冻胀扩展 断裂特征 强度损失
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液氮致裂煤体技术研究现状及展望 被引量：12
3
作者 田苗苗 张磊 +3 位作者 薛俊华 张村 卢硕 陈帅 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期191-198,共8页
我国煤层气储层渗透率普遍较低,如何有效提高煤层透气性是目前煤层气开采的重点和难点。液氮致裂技术作为一种高效绿色的无水致裂技术,能够有效改善煤层透气性,提高煤层气的开采率。同时,还可有效节约水资源并避免水锁水敏伤害等问题。... 我国煤层气储层渗透率普遍较低,如何有效提高煤层透气性是目前煤层气开采的重点和难点。液氮致裂技术作为一种高效绿色的无水致裂技术,能够有效改善煤层透气性,提高煤层气的开采率。同时,还可有效节约水资源并避免水锁水敏伤害等问题。鉴于液氮致裂煤体技术的重要意义,相关学者对其进行了大量理论及试验研究。为明确液氮致裂煤体技术的研究进展及未来研究方向,综合分析了相关学者的研究成果,对水-冰相变冻胀力、液氮汽化膨胀力和温度应力诱发的煤基质收缩作用等主要作用机理进行讨论,特别深入分析了在含水煤体中起主要作用的水-冰相变冻胀力和在干燥煤体中起主要作用的温度应力。系统分析了液氮致裂煤体内部物理性质影响因素(含水率、煤体变质及胶结程度、节理等)和外部环境因素(温度梯度、液氮作用时间及循环次数、地应力等)的影响程度。归纳分析了循环注入低温、高温流体技术、液氮重复压裂技术、液氮气化压裂技术、低温流体压裂技术和液氮辅助压裂技术等液氮致裂增产工艺的现状及相关设备发展情况。对液氮致裂现场试验与应用情况进行了介绍,重点介绍液氮重复压裂技术和液氮伴注辅助水力压裂技术的试验流程及试验结果。最后进一步对从液氮致裂煤体主要作用机理、影响因素及现场试验与应用等3个方面目前的研究不足进行总结,并在此基础上对研究重点进行了展望。明确提出液氮致裂煤体技术今后的研究重点是综合机理及多影响因素的深入研究,最终目标是实现现场应用,提高煤层气抽采效率。 展开更多
关键词 煤层气 液氮致裂 水-冰相变冻胀力 温度应力 增产工艺
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水-冰相变凝固换热与热泵耦合供热系统实验研究
4
作者 张昌建 马占辉 +1 位作者 罗景辉 李沛源 《暖通空调》 2024年第5期166-172,共7页
针对河北山区农村水源不足、地源钻井成本高、太阳能不稳定、造价高、没有合适的热泵低温热源等问题,研发了水-冰相变换热器;利用水的相变潜热作为热泵的低温热源,设计了水-冰相变凝固换热与热泵耦合供热系统,搭建了实验平台,经测试平... 针对河北山区农村水源不足、地源钻井成本高、太阳能不稳定、造价高、没有合适的热泵低温热源等问题,研发了水-冰相变换热器;利用水的相变潜热作为热泵的低温热源,设计了水-冰相变凝固换热与热泵耦合供热系统,搭建了实验平台,经测试平台运行稳定可靠。通过对实验数据进行分析计算,得到系统性能系数在2.87~3.42之间。研究结果可为解决河北山区农村供暖问题提供参考。 展开更多
关键词 供热 水-冰相变凝固换热 水-冰相变换热器 水源热泵 相变潜热 性能系数 农村供暖
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寒区引水隧洞围岩冻胀特性分析——以新疆布伦口水电站引水隧洞工程为例 被引量：3
5
作者 彭小丽 王海娟 +2 位作者 杨丰春 姜海波 李唱唱 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第2期232-239,共8页
为解决寒区水工隧洞围岩在低温作用下孔隙水相变引起的冻胀问题,以新疆布伦口水电站引水隧洞工程为依托,基于弹塑性力学理论,采用有限元建模分析方法,考虑低温水-冰相变引起的围岩热力学参数变化,使用有限元软件建立温度-渗流-应力耦合... 为解决寒区水工隧洞围岩在低温作用下孔隙水相变引起的冻胀问题,以新疆布伦口水电站引水隧洞工程为依托,基于弹塑性力学理论,采用有限元建模分析方法,考虑低温水-冰相变引起的围岩热力学参数变化,使用有限元软件建立温度-渗流-应力耦合模型,计算围岩冻胀力弹塑性解析解及围岩瞬态温度场、冻胀应力和位移,分析冻深变化规律以及冻胀前后的应力变形规律。研究结果表明:1)受低温影响围岩孔隙水发生相变,冻结圈随时间推移向围岩内部移动,冻深随之增大,且冻结计算时间200 d内最大冻深为2.04 m;2)围岩受冻胀作用后的应力为0.392~0.527 MPa,较冻胀前相比有一定幅度的增长;3)围岩水平位移变为-0.36 mm,竖直位移由冻胀前的-9.59 mm变为-8.41 mm,围岩状态表现为水平收缩0.36 mm、拱顶沉降1.18 mm。 展开更多
关键词 寒区 隧洞工程 水-冰相变 冻胀特性 冻胀力 数值模拟
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液氮劣化的岩石热-水-力耦合模拟
6
作者 谭智勇 《中国水运（下半月）》 2023年第1期140-142,共3页
液氮冷浸造成岩石的劣化损伤可以考虑为低温环境下的热-水-力耦合问题。为研究极低温对岩石强度和应变的影响,基于饱和岩石的水-冰相变热传导方程、水分迁移方程和应力应变方程,利用Comsol有限元软件中的系数型偏微分方程模块(PDE)进行... 液氮冷浸造成岩石的劣化损伤可以考虑为低温环境下的热-水-力耦合问题。为研究极低温对岩石强度和应变的影响,基于饱和岩石的水-冰相变热传导方程、水分迁移方程和应力应变方程,利用Comsol有限元软件中的系数型偏微分方程模块(PDE)进行二次开发,自定义了液氮冷浸造成岩石劣化的数学模型。然后对饱和岩石试样进行数值模拟计算,得到了冷浸作用下岩石的温度、水分和冻胀变形的变化规律。此外,基于液氮冷浸对岩石造成的劣化作用,文中提出利用液氮冷浸作为地下工程中辅助破岩的手段。 展开更多
关键词 液氮冷浸 热-水-力耦合 水/冰相变 数值模拟 Comsol
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低温及冻融环境下岩体热、水、力特性研究进展与思考 被引量：54
7
作者 陈卫忠 谭贤君 +2 位作者 于洪丹 袁克阔 李术才 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1318-1336,共19页
研究低温及冻融循环条件下岩体热、水、力特性对于寒区工程冻胀机理研究及防寒保温设计具有十分重要的指导意义。综述国内外低温及冻融循环条件下岩石的物理力学特性,温度,渗流特性以及水、热、力耦合特性4个方面的研究现状以及取得的... 研究低温及冻融循环条件下岩体热、水、力特性对于寒区工程冻胀机理研究及防寒保温设计具有十分重要的指导意义。综述国内外低温及冻融循环条件下岩石的物理力学特性,温度,渗流特性以及水、热、力耦合特性4个方面的研究现状以及取得的研究成果,并结合寒区隧道的特点,提出以现场监测、大量室内冻融试验和单轴、三轴压缩试验为手段,以研究低温相变条件下的导热系数等热、水、力学参数为基础,以建立含相变低温岩体水热耦合模型和考虑空气温度和湿度影响的隧道风流场湍流模型为前提,以获得通风条件下寒区隧道温度–渗流–应力–损伤耦合模型为目的,用以研究寒区隧道围岩的冻胀破坏机制;同时,开发出兼具轻质、保温、抗冻、抗裂和抗震等功能的泡沫混凝土,用于寒区工程保温层及抗震层使用的基本思路。 展开更多
关键词 岩石力学 寒区隧道 温度–渗流–应力–损伤耦合 冰/水相变 防寒保温
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冰-水相变对寒区隧道动态温度场影响研究 被引量：7
8
作者 李彬嘉 晏启祥 +1 位作者 曾勤 吴聪 《铁道标准设计》 北大核心 2017年第10期90-94,共5页
为了揭示冰-水相变对寒区隧道动态温度场的影响,通过建立隧道有限元模型,对比分析考虑相变与否两种情况下隧道温度场的动态变化,研究隧道在内部气温变化作用下的冰-水相变发展过程。研究表明:围岩内部温度随深度增加而升高,年变化幅度... 为了揭示冰-水相变对寒区隧道动态温度场的影响,通过建立隧道有限元模型,对比分析考虑相变与否两种情况下隧道温度场的动态变化,研究隧道在内部气温变化作用下的冰-水相变发展过程。研究表明:围岩内部温度随深度增加而升高,年变化幅度逐渐减小,变化相位逐渐滞后;考虑冰-水相变后,隧道温度场年动态变化过程改变较大,温度年变化幅度显著减小;在外界低温的作用下,主洞与导洞部位均有结冰现象,衬砌和围岩内部在1月份开始结冰,4月份之后完全冻结区消失,仅在衬砌和围岩存在冰水混合区,至7月份完全解冻,解冻后重新冻结的月份为10月份,之后冻结范围逐渐扩大,全年冻结发展最快的时间为11月份。 展开更多
关键词 寒区隧道 冰-水相变 温度场 有限元模型
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低温裂隙岩体的各向异性传热模型 被引量：5
9
作者 刘乃飞 李宁 +1 位作者 宋战平 李国锋 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期2625-2635,共11页
低温裂隙岩体属于典型的非连续介质,其传热特性具有明显的各向异性特性和时变性。从传热学的基本原理出发,对含冰–水相变低温裂隙岩体的传热特性进行了研究。首先通过类比电阻,推导考虑冰水相变及热对流作用的低温单裂隙热阻模型。在... 低温裂隙岩体属于典型的非连续介质,其传热特性具有明显的各向异性特性和时变性。从传热学的基本原理出发,对含冰–水相变低温裂隙岩体的传热特性进行了研究。首先通过类比电阻,推导考虑冰水相变及热对流作用的低温单裂隙热阻模型。在此基础上,根据能量守恒定律并考虑对流换热作用对裂隙岩体等效传热特性的影响,推导低温单裂隙代表性体元的传热模型。基于传热性能的可叠加性,构建含多组优势节理低温岩体的各向异性传热模型,从而实现低温裂隙岩体传热性能的等效连续化处理。最后通过一个含水平裂隙岩样和理想岩质边坡对各向异性传热模型进行了验证,最大误差不超过1.0℃。该传热模型的精度满足实际低温裂隙岩体工程的要求。 展开更多
关键词 岩石力学 裂隙岩体 各向异性 传热模型 冰–水相变
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碎冰式冷量输送系统参数的优化设计原理
10
作者 吕树申 张正国 高学农 《暖通空调》 北大核心 2002年第4期29-31,共3页
参数优化设计是使碎冰式能量输送系统可靠和高效的重要保证。从自由能和依数特性的原理出发阐明了结冰相变点下降的机理。当含冰量、溶液的浓度和需要的温度己知时 ,就可以根据不同添加物的曲线来设计和查询冰水混合物系统的最佳工作参数。
关键词 冷量输送系统 优化设计 碎冰 含冰量 冰结晶相变点下降 依数性
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