能源隧道传热理论与应用

总序
前言
1 绪论
1.1 研究意义
1.2 研究现状及发展趋势
2 隧道围岩热物性原位测试方法
2.1 岩土热响应原位试验
2.1.1 试验原理
2.1.2 试验设备
2.1.3 试验流程
2.1.4 岩土热物性参数计算方法
2.2 预钻孔热探头岩土传热原位测试
2.2.1 预钻孔热探头测试原理
2.2.2 预钻孔热探头测试仪器
2.2.3 预钻孔热探头测试方法
2.3 压入式热探头岩土传热原位测试
2.3.1 压入式热探头测试原理
2.3.2 热导率计算模型
2.3.3 压入式热探头测试方法
2.3.4 现场测试对比分析
2.4 小结
3 隧道衬砌换热器传热现场试验
3.1 隧道贯通前的热响应试验
3.1.1 试验目的
3.1.2 试验仪器及原理
3.1.3 试验方案
3.1.4 试验结果分析
3.2 隧道贯通后的热响应试验
3.2.1 试验方案
3.2.2 试验结果分析
3.3 小结
4 隧道衬砌换热器传热模型试验
4.1 通风和地下水渗流作用下的隧道衬砌热交换器热响应模型试验
4.1.1 试验目的
4.1.2 试验原理
4.1.3 试验仪器
4.1.4 模型试验箱和材料
4.1.5 试验工况
4.2 地下水渗流对隧道衬砌换热器传热的影响
4.2.1 热交换管入口温度与围岩地温的温差对热交换量的影响
4.2.2 地下水渗流对热交换量的影响
4.2.3 地下水渗流对地温的影响
4.2.4 地下水渗流对洞壁温度的影响
4.2.5 热交换管布设形式对换热量的影响
4.3 通风和地下水渗流耦合作用下的隧道衬砌换热器传热特性
4.3.1 通风对出口温度的影响
4.3.2 通风对围岩温度的影响
4.3.3 通风作用下的衬砌与洞内空气耦合传热分析
4.4 小结
5 隧道围岩地温能热传递理论模型及影响分析
5.1 考虑衬砌和隔热层的隧道围岩温度场解析解
5.1.1 传热方程
5.1.2 定解条件
5.1.3 方程求解
5.2 隧道内空气温度场的解析解
5.2.1 年温度幅值的解析解
5.2.2 年平均温度的解析解
5.3 与现有的解析解及隧道温度场监测数据对比验证
5.3.1 与张耀解析解及监测值对比
5.3.2 与Takumi解析解及监测值对比
5.4 隧道围岩地温场参数分析
5.4.1 计算参数
5.4.2 洞口气温对隧道围岩地温场的影响
5.4.3 隧道长度对隧道围岩地温场的影响
5.4.4 隧道埋深对隧道围岩温度场的影响
5.4.5 洞内风速对隧道围岩地温场的影响
5.4.6 隔热层厚度对隧道围岩地温场的影响
5.5 小结
6 隧道衬砌换热器传热数值计算模型及性能分析
6.1 传热耦合模型
6.2 模型求解及验证
6.3 对流换热对隧道衬砌热工性能的影响
6.4 地下水渗流速度对热交换器长期热交换效果的影响
6.5 地下水渗流作用下的地温恢复特性
6.6 小结
7 能源隧道应用案例
7.1 国外典型案例
7.1.1 意大利都灵市地铁1号线能源隧道案例
7.1.2 奥地利能源隧道案例
7.1.3 德国能源隧道案例
7.2 国内典型案例
7.3 小结
参考文献