能源隧道傳熱理論與應用

定　價：￥58.00

作　者：	張國柱，謝勇利，劉曉華，曹詩定，王偉著
出版社：	東南大學出版社
叢編項：	東南交通青年教師科研論叢
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787564193614	出版時間：	2021-02-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	103	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　能源隧道是一種嶄新的地溫能開發(fā)利用技術(shù)，其將傳統(tǒng)地埋管地源熱泵技術(shù)的熱交換管路直接植人在隧道初襯與復合式防水板之間或襯砌管片內(nèi)或隧道內(nèi)其他部位內(nèi)，與隧道圍巖進行熱交換，利用熱交換管內(nèi)的傳熱循環(huán)工質(zhì)與圍巖之間的溫差提取隧道圍巖中的地溫能，經(jīng)地源熱泵提升后，實現(xiàn)隧道附近建筑的供熱/制冷服務，并可用于寒區(qū)隧道的防凍加熱，以及高巖溫隧道的冷卻降溫。能源隧道具有承重和換熱雙重功能，解決了在城市中推廣地源熱泵技術(shù)的占地和成本高兩個主要障礙，比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能30%以上。本專著共七章。第一章緒論，介紹了能源隧道概念及研究現(xiàn)狀；第二章隧道圍巖熱物性原位測試方法；第三章隧道襯砌換熱器傳熱現(xiàn)場試驗；第四章隧道襯砌換熱器傳熱模型試驗；第五章隧道圍巖地溫能熱傳遞理論模型及影響分析；第六章隧道襯砌換熱器傳熱數(shù)值計算模型及性能分析；第七章能源隧道應用案例，介紹了國外和國內(nèi)典型工程案例。本書可作為隧道與地下工程、暖通工程、巖土與地質(zhì)工程等專業(yè)從事地源熱泵系統(tǒng)勘察、設計、施工、測試的技術(shù)和科研人員的參考書，也可以作為相關(guān)專業(yè)研究生學科交叉研究的教材。

作者簡介

　　張國柱，博士、東南大學副教授、博士生導師、注冊土木工程師（巖土），擔任中國公路學會隧道分會理事、中國巖石力學與工程學會地下空間分會理事。主要從事隧道與地下空間工程的教學和科研工作。主要研究方向為能源地下結(jié)構(gòu)、智慧地下空間。主持國家自然科學基金及省部級課題多項，發(fā)表高水平論文20余篇，授權(quán)發(fā)明專利15項，專著1部，參編行業(yè)標準2部。獲得浙江省技術(shù)發(fā)明獎一等獎和中國公路學會科學技術(shù)獎二等獎。

圖書目錄

總序
前言
1 緒論
1.1 研究意義
1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
2 隧道圍巖熱物性原位測試方法
2.1 巖土熱響應原位試驗
2.1.1 試驗原理
2.1.2 試驗設備
2.1.3 試驗流程
2.1.4 巖土熱物性參數(shù)計算方法
2.2 預鉆孔熱探頭巖土傳熱原位測試
2.2.1 預鉆孔熱探頭測試原理
2.2.2 預鉆孔熱探頭測試儀器
2.2.3 預鉆孔熱探頭測試方法
2.3 壓入式熱探頭巖土傳熱原位測試
2.3.1 壓入式熱探頭測試原理
2.3.2 熱導率計算模型
2.3.3 壓入式熱探頭測試方法
2.3.4 現(xiàn)場測試對比分析
2.4 小結(jié)
3 隧道襯砌換熱器傳熱現(xiàn)場試驗
3.1 隧道貫通前的熱響應試驗
3.1.1 試驗目的
3.1.2 試驗儀器及原理
3.1.3 試驗方案
3.1.4 試驗結(jié)果分析
3.2 隧道貫通后的熱響應試驗
3.2.1 試驗方案
3.2.2 試驗結(jié)果分析
3.3 小結(jié)
4 隧道襯砌換熱器傳熱模型試驗
4.1 通風和地下水滲流作用下的隧道襯砌熱交換器熱響應模型試驗
4.1.1 試驗目的
4.1.2 試驗原理
4.1.3 試驗儀器
4.1.4 模型試驗箱和材料
4.1.5 試驗工況
4.2 地下水滲流對隧道襯砌換熱器傳熱的影響
4.2.1 熱交換管入口溫度與圍巖地溫的溫差對熱交換量的影響
4.2.2 地下水滲流對熱交換量的影響
4.2.3 地下水滲流對地溫的影響
4.2.4 地下水滲流對洞壁溫度的影響
4.2.5 熱交換管布設形式對換熱量的影響
4.3 通風和地下水滲流耦合作用下的隧道襯砌換熱器傳熱特性
4.3.1 通風對出口溫度的影響
4.3.2 通風對圍巖溫度的影響
4.3.3 通風作用下的襯砌與洞內(nèi)空氣耦合傳熱分析
4.4 小結(jié)
5 隧道圍巖地溫能熱傳遞理論模型及影響分析
5.1 考慮襯砌和隔熱層的隧道圍巖溫度場解析解
5.1.1 傳熱方程
5.1.2 定解條件
5.1.3 方程求解
5.2 隧道內(nèi)空氣溫度場的解析解
5.2.1 年溫度幅值的解析解
5.2.2 年平均溫度的解析解
5.3 與現(xiàn)有的解析解及隧道溫度場監(jiān)測數(shù)據(jù)對比驗證
5.3.1 與張耀解析解及監(jiān)測值對比
5.3.2 與Takumi解析解及監(jiān)測值對比
5.4 隧道圍巖地溫場參數(shù)分析
5.4.1 計算參數(shù)
5.4.2 洞口氣溫對隧道圍巖地溫場的影響
5.4.3 隧道長度對隧道圍巖地溫場的影響
5.4.4 隧道埋深對隧道圍巖溫度場的影響
5.4.5 洞內(nèi)風速對隧道圍巖地溫場的影響
5.4.6 隔熱層厚度對隧道圍巖地溫場的影響
5.5 小結(jié)
6 隧道襯砌換熱器傳熱數(shù)值計算模型及性能分析
6.1 傳熱耦合模型
6.2 模型求解及驗證
6.3 對流換熱對隧道襯砌熱工性能的影響
6.4 地下水滲流速度對熱交換器長期熱交換效果的影響
6.5 地下水滲流作用下的地溫恢復特性
6.6 小結(jié)
7 能源隧道應用案例
7.1 國外典型案例
7.1.1 意大利都靈市地鐵1號線能源隧道案例
7.1.2 奧地利能源隧道案例
7.1.3 德國能源隧道案例
7.2 國內(nèi)典型案例
7.3 小結(jié)
參考文獻