文档介绍：摘要在我国严寒地区,路面降雪和积冰往往阻塞交通,诱发交通事故,威胁人民的人身财产安全,而现有的化学法、机械法等除冰方法难以满足高效率、低成本、无污染除冰微波除冰过程为磁控管发出微波,经波导,透过冰层直接对路面材料进行加热,路面材料受热升温,将与路面接触的冰层融化,降低冰与路面的结合力,然后用机械装置最终完成除冰。本文结合国内外对微波除冰的最新研究成果,对微波除冰理论进行了深入的探讨。依据电磁学和传热学的相关知识,利用砑抡嫖⒉ㄗ饔孟卤愫吐访材料的体积生热率,经数据整理后导入砑蟹抡妫钪盏玫奖愫吐访娌牧的温度场分布及变化趋势;从工程实际出发,根据不同的初始条件和实际情况,进行了一系列的实验,验证微波除冰的可行性及影响因素,并结合仿真得到微波除冰的最佳时间;最后文章给出结论,提出了今后的研究方向。关键词:微波除冰、生热率、路面材料、温度场、仿真的综合要求。长安大学硕十学位论文●⋯
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第一章绪论除冰机械的发展现状目前,世界各国采用的除冰方法中最普遍的有两种,即融解法和机械法。融在我国北方的寒冷地区,冬季持续时间长,降雪量大。积雪、积冰导致路面的摩擦系数降低,使车辆行驶、制动困难,容易引发交通事故,给人民生命财产带来重大损失。资料显示,在寒冷地区,冬季交通事故率比其他季节高出%左右。目前,世界上地处高寒地区的各国都在研究有效地清除道路冰雪的方法。冬季的降雪通常会以浮雪、积雪和积冰三种形式滞留于路面,我国由于经济条件、人口密度、城市规模等因素的制约,城市道路上的降雪易形成积雪、积冰;另外,机场等重要设施,对除冰的要求则更高,而国内现有的除冰设备除冰效率、除净率较低,或者会损伤道路标记甚至路面。本文通过深入研究提出利用微波加热,并结合现有的机械除冰设备来清除道路积冰。.鼻俺雪蹈趴解法是依靠热作用或撒布化学药剂使冰雪融化,其优点是除净率高,但这种方法成本高、易造成环境污染,虽然环保型融雪剂已经问世,对环境和植被的影响减少了,但并未彻底根除,因此使用范围受到一定的限制。机械法是通过机械直接作用解除冰雪的危害,虽然除净率较低,但是对环境及植被无污染,能实现冰雪的异地转移,应用范围比较广。我国对除冰雪机械的开发、生产较晚,尚处于起步阶段。目前,我国的公路和城市道路冬季除冰大部分仍沿用传统的养护方式,即人工作业和小型除冰机具相结合的方式,高速公路和一级公路开始使用大型专用除冰机械进行冬季养护,但除冰机械在数量和品种规格上还比较少,并且所用的设备基本上依赖进口,机械化程度和总体水平远远落后于发达国家。最近几年,国内一些厂家参照国外先进技术研制了适合我国除雪急需的各式除冰机。通过近几年的设备和技术引进,我国在除雪机械方面取得了迅速发展,而除冰机械的开发和生产相对滞后‘‘‘。物理方法:是通过加热,使路面的积雪或积冰融化来达到除冰目的的方法。其中一种是电加热:在普通混凝土中添加一定导电组分材料,使之成为导电体,可通电加热。另一种是加热车加热,加热车以液化石油气为燃料,。物理融化的方法对于小降雪量和薄冰效果较好。当降雪量较大时,:
化学方法:是通过给路面撒布一定量的防冻结化学材料一盐·珻于其融化速度慢,效率低,能耗大,且融化出的大量水又会再次结成冰,影响了清除冰时,效果较明显。但当气温低、降雪量大时,则不宜使用;化学方法还会造成对路面混凝土材料的严重剥蚀,影响路面的使用寿命;另外,除雪盐的使用会对环境造成巨大的不可逆转的破坏作用。机械方法:是通过机械装置对冰雪的直接作用,解除冰雪危害的一种方法,应用范围广,除冰速度快,是人类传统的、也是迄今为止应用最为广泛的除冰方法。以清除浮雪为主的机械装置有:喷气吹雪式除雪车、铲式除雪车、滚刷式扫雪机和旋转式扬雪机等;以清除经过碾压的积雪以及同路面结合紧密的积冰的机械清除设备主要有:滚筒式破冰机、垂片式除冰机、抽打式除冰机和仿生学式除冰机等。机械方法在清除道路上的积冰时,效果往往无法令狻5被肼访娼岷辖裘时,如果除冰机械的力量太小,不能使冰层与路面有效分离,除净率较低;力量太大,又往往会损伤道路标记甚至破坏路面。在有效地清除路面积冰的同时保护好道路,,但其总体水平与发达国家相比,产品品种及性能还有很大的差距,适应不了我国公路高速发展的需求,主要体现在以下几个际跛降停撼雪璞冈诮峁股杓啤⒅圃旃ひ铡⒘悴考┯褪褂霉理等方面都存在技术水平低的问题,致使除冰设备可靠性差、故障多、寿命短;作业,那么机器一年中大部分时间将处于闲置状态,大大增加了除雪作业的成本,加重分掷嘈筒蝗āS牍庀啾龋衷谟胁簧僦掷喑雪设备在我国还是一片空白,现有的除冰设备,无法满足高速公路和机场的作业要求。针对这