留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

沥青路面微波热再生传热模型与解法

孙铜生 史金飞 张志胜

孙铜生, 史金飞, 张志胜. 沥青路面微波热再生传热模型与解法[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(5): 49-53.
引用本文: 孙铜生, 史金飞, 张志胜. 沥青路面微波热再生传热模型与解法[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(5): 49-53.
SUN Tong-sheng, SHI Jin-fei, ZHANG Zhi-sheng. Heat transfer model and solution of microwave hot recycling for asphalt pavement[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(5): 49-53.
Citation: SUN Tong-sheng, SHI Jin-fei, ZHANG Zhi-sheng. Heat transfer model and solution of microwave hot recycling for asphalt pavement[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(5): 49-53.

沥青路面微波热再生传热模型与解法

基金项目: 

教育部科学技术研究重点项目 105085

江苏省科技成果转化项目 BA2006068

江苏省交通科技攻关项目 041/007

详细信息
    作者简介:

    孙铜生(1981-), 男, 安徽天长人, 东南大学工学博士研究生, 从事智能工程机械研究

    史金飞(1964-), 男, 江苏南京人, 东南大学教授, 工学博士

  • 中图分类号: U418.6

Heat transfer model and solution of microwave hot recycling for asphalt pavement

More Information
  • 摘要: 为了获得沥青路面微波热再生过程的温度场, 基于传热学理论, 分析了微波加热过程的传热形式, 建立了三维非稳态的传热模型, 研究了传热模型的边界条件, 求解了对流换热系数及辐射换热发射率, 根据能量守恒原理, 确定了内热源强度, 实现了电场到热场的转化。采用交替方向显(ADE) 格式, 提出了传热模型的数值解法, 对实测温度进行拟合, 并建立了传热边界条件数学模型, 仿真求得模型的可视化数值解。结果发现: 加热450 s时, 沥青混合料大部分区域接近70℃, 加热600 s时, 达到80℃, 加热到750 s时, 温度迅速上升到110℃左右, 这表明热量传递随加热时间是非线性的, 必须精确地选择加热时间以保证修补质量。

     

  • 图  1  微波辐射加热

    Figure  1.  Microwave radiation heating

    图  2  微波辐射网络

    Figure  2.  Network of microwave radiation

    图  3  微波加热网格模型

    Figure  3.  Grid model of microwave heating

    图  4  现场热再生装置

    Figure  4.  Hot in-place recycling device

    图  5  温度场1

    Figure  5.  Temperature field 1

    图  6  温度场2

    Figure  6.  Temperature field 2

    图  7  温度场3

    Figure  7.  Temperature field 3

    图  8  三维温度场

    Figure  8.  3D temperature field

    表  1  横向边界温度

    Table  1.   Temperatures in horizontal boundary  

    τ/s x/m
    -0.06 -0.03 0 0.03 0.06
    240 16.6 20.4 16.2 14.2 12.4
    360 13.4 19.6 18.4 18.0 13.4
    480 19.2 21.0 19.2 18.6 15.6
    600 23.6 28.2 26.6 24.6 21.4
    下载: 导出CSV

    表  2  纵向边界温度

    Table  2.   Temperatures in vertical boundary

    τ/s y/m
    -0.045 -0.015 0.015 0.045
    240 17.6 21.8 22.8 19.2
    360 16.2 25.8 24.8 19.2
    480 19.6 27.2 26.2 19.8
    600 22.6 35.2 40.2 25.6
    下载: 导出CSV
  • [1] 戴强民. 公路施工机械[M]. 北京: 人民交通出版社, 2001.
    [2] PAOLOL B. Specific heat, polarization and heat conduction in microwave heating systems: a nonequilibrium thermodynamic point of view[J]. Acta Materialia, 2006, 54 (7): 1843-1849. doi: 10.1016/j.actamat.2005.11.042
    [3] 杜顺成, 戴经梁. 沥青混合料永久变形评价指标[J]. 中国公路学报, 2006, 19 (5): 18-22. doi: 10.3321/j.issn:1001-7372.2006.05.004

    DU Shun-cheng, DAI Jing-liang. Permanent deformation evaluation index of asphalt mixture[J]. China Journal of Highway and Transport, 2006, 19 (5): 18-22. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1001-7372.2006.05.004
    [4] 王鹏, 曾凡奇, 黄晓明. 沥青高温性能指标的灰色关联度分析[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6 (3): 32-36. doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2006.03.008

    WANG Peng, ZENG Fan-qi, HUANG Xiao-ming. Grey relation degree analysis of high-temperature performance indexes of asphalt[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6 (3): 32-36. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2006.03.008
    [5] 秦健, 孙立军. 沥青路面温度场的分布规律[J]. 公路交通科技, 2006, 23 (8): 18-21. doi: 10.3969/j.issn.1002-0268.2006.08.005

    QI NJian, SUN Li-jun. Study on asphalt pavement temperature field distribution pattern[J]. Journal of Highway andTransportation Research and Development, 2006, 23 (8): 18-21. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1002-0268.2006.08.005
    [6] MINHOTO, MANUEL J C. Predicting asphalt pavement temperature with a three-di mensional finite element method[R]. Washington DC: Transportation Research Record 1919, 2005.
    [7] YI N H M, BUTTLAR W G, PAULI NO G H. Simplified solution for periodic thermal discontinuities in asphalt overlays bonded to rigid pavements[J]. Journal of Transportation Engineering, 2007, 133 (1): 39-46. doi: 10.1061/(ASCE)0733-947X(2007)133:1(39)
    [8] WU X, THOMAS J R, DAVIS W A. Control of thermal runaway in microwave resonant cavities[J]. Journal of Applied Physics, 2002, 92 (6): 3374-3380. doi: 10.1063/1.1501744
    [9] HERIBERTOJ D, MICHAEL H T. Implementation of the pyramidal-horn antenna radiation-pattern equations using mathcad[J]. IEEE Antennas and Propagation Magazine, 1999, 41 (5): 96-99. doi: 10.1109/74.801520
    [10] 朱松青, 史金飞, 王鸿翔. 沥青路面现场微波加热再生模型与实验[J]. 东南大学学报: 自然科学版, 2006, 36 (3): 393-396. doi: 10.3321/j.issn:1001-0505.2006.03.012

    ZHUSong-qing, SHI Jin-fei, WANG Hong-xiang. Modeling and experi ment of microwave heating for hot in-place recycling of asphalt pavements[J]. Journal of Southeast University: Natural Science Edition, 2006, 36 (3): 393-396. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1001-0505.2006.03.012
    [11] CUCCURULLO G, BERARDI P G, CARFAGNA R, et al. IRtemperature measurement in microwave heating[J]. Infrared Physics and Technology, 2002, 43 (3-5): 145-150. doi: 10.1016/S1350-4495(02)00133-0
    [12] LI NDROTH D P, BERGLUND W R, WI NGQUIST C F. Microwave thawing of frozen soils and gravels[J]. Journal of Cold Regions Engineering, 1995, 9 (2): 53-63. doi: 10.1061/(ASCE)0887-381X(1995)9:2(53)
  • 加载中
图(8) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  258
  • HTML全文浏览量:  73
  • PDF下载量:  220
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2008-04-01
  • 刊出日期:  2008-10-25

目录

    /

    返回文章
    返回