循环热流体路面融雪化冰过程传热及其应用分析.pdfVIP

第8卷第2期 热 科 学 与 技 术 V01．8NO．2 2009年6月 JournalofThermalScienceand Jun．2009 Technology 文章编号：1671—8097(2009)02-0124-07 循环热流体路面融雪化冰过程传热及其应用分析 高 青1’2， 黄 勇2， 刘 研2， 林 密2， 刘小兵3 (1．吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室，吉林长春130025# 2．吉林大学热能工程系，吉林长春 130025； 3．ClimateMaster公司，美国0K73179) 摘要：道路集热蓄能融雪化冰实现夏季太阳能集热的季节性蓄能。在分析路面集热、地下蓍能和融雪化冰复 合系统过程基础上。系统研究了道路融雪化冰过程传热现象、传热状态和分析方法。对路面融雪化冰的基本传 热过程进行分析。建立了基本的数学模型和传热关系，提出了基于热流体循环流动的路面融雪化冰的基本传 热过程控制方程，为迸一步的模拟计算分析奠定理论基础。 关键词：道路交通；融雪化冰；传热；模型 中图分类号：TKl24文献标识码：A 陆Gardrmoen机场的热泵空调和停机坪热流体 0 引 言 循环融雪化冰系统[5]，日本二户市的高速公路弯 道路集热蓄能融雪化冰是未来能源交通领域 坡道路全自动热融雪化冰系统Gaia工程【6]，波兰 可持续发展的新型绿色环保技术，迫于化学融雪 Goleniow机场地源热泵地面融雪化冰系统c7]等 的巨大危害，国际上热流体循环道路融雪技术成 是最典型的工程实验研究代表。美国在能源部 为重要的发展方向。2008年初春，中国南方突如 (DOE)、交通部(DOT)联邦高速公路管理局和国 其来的低温雨雪冰冻灾害给道路交通带来了巨大 家基础研究基金的联合资助下，1992年起开始实 的损失，其中，坡路、弯路和桥梁等成为交通堵塞 施HBT(heated bridge 的主要部位。因此，路面除冰雪问题成为人们关注 发道桥热融雪化冰技术，并首先在五个州开展道 的焦点。它不但冬季融雪化冰，而且可实现夏季太 桥热融雪化冰实验工程。美国俄克拉荷马州立大 阳能集热的季节性蓄能，促进可再生能源的利 State 学(Oklahoma 用[1剖。此外，通过夏季降低路面温度，冬季提升路 时世界最大的路桥专用实验系统[弘t0J，开展路桥 面温度，在减少道路热蚀破坏，提高道路寿命等方 热流体循环融雪化冰技术的研究工作。从1994年 面路面具有重要作用。特别对于交通负荷较重的 开始，日本先后开展了40余项利用地能及太阳能 路段(机场跑道、高速路端口、桥梁、坡路和弯道 的道路融雪化冰实验工程[11]，并获得著名的全球 等)尤为必要。 100Eco． 生态技术2005年百佳大奖(Global 美、日及北欧的瑞士、冰岛、挪威、波兰等国家 Tech．Awards)。波兰华沙大学研究者对桥面埋置 开展了许多该领域的研究和应用实验工作。美国 列管的路面太阳能集热过程传热开展模拟计算， 芝加哥O’Hare国际机场滑行跑道Snowfree融雪