【摘要】：微波作為一種新型加熱能源,被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,而當(dāng)其被引進(jìn)到瀝青路面的加熱修復(fù)時(shí),是將瀝青路面料當(dāng)作一種多孔電解質(zhì)材料,放置于微波場(chǎng)內(nèi)部,在微波的作用下,瀝青路面料內(nèi)部大量極性分子被激化,開(kāi)始產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)、互相之間碰撞、摩擦,使其內(nèi)部產(chǎn)生大量熱,熱量由內(nèi)及外使瀝青路面整體溫度升高、軟化,從而達(dá)到修復(fù)路面的目的。為了能進(jìn)一步提高微波修復(fù)瀝青路面的修復(fù)效率、提高瀝青路面養(yǎng)護(hù)質(zhì)量,對(duì)加熱過(guò)程中存在的質(zhì)熱傳遞現(xiàn)象的研究必不可少,為此本文做了以下工作:(1)由于瀝青路面料為多孔材料的一種,為了研究微波加熱瀝青路面料過(guò)程中存在的傳熱傳質(zhì)機(jī)理,首先針對(duì)瀝青路面料內(nèi)部所含物理參量進(jìn)行資料查閱,對(duì)影響微波加熱效果的孔隙率、比表面等物理參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析;然后對(duì)微波加熱瀝青路面的研究方式、傳熱理論以及傳質(zhì)理論進(jìn)行了論述。(2)根據(jù)研究目的,設(shè)計(jì)出一種微波加熱瀝青路面料的傳熱傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置。該設(shè)備通過(guò)稱重儀對(duì)被加熱的瀝青路面料進(jìn)行時(shí)時(shí)稱重;通過(guò)紅外溫度儀對(duì)瀝青路面的表面溫度進(jìn)行測(cè)量;通過(guò)齒輪升降機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)加熱腔與實(shí)驗(yàn)用瀝青路面料表面之間的距離,以適應(yīng)不同厚度瀝青路面料的實(shí)驗(yàn)研究。(3)為了建立微波作用下瀝青路面的質(zhì)熱耦合模型,在分析瀝青路面的內(nèi)部組成、微波加熱瀝青路面的加熱過(guò)程后,結(jié)合基本假設(shè),分別得出了微波加熱瀝青路面的傳熱模型、傳質(zhì)模型,結(jié)合這兩個(gè)模型最終得出了質(zhì)熱耦合模型,并利用MATLAB分別對(duì)這三個(gè)模型進(jìn)行了數(shù)值模擬。(4)利用COMSOL Multiphysics對(duì)質(zhì)熱耦合模型進(jìn)行了仿真,并分析了不同厚度、不同骨料、不同濕度瀝青路面對(duì)微波加熱效果的影響,結(jié)合實(shí)驗(yàn)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,并討論了實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果、仿真結(jié)果之間存在一定偏差的原因。
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U416.217
【圖文】：

在被加工成瀝青路面的過(guò)程中，其絕干固相骨架質(zhì)量用絕對(duì)含水率來(lái)表示瀝青路面料內(nèi)的含水量。面是含水非吸濕性的多孔材料的一種，因此其在干燥架質(zhì)量sm 相同，且瀝青路面料內(nèi)部孔隙中的液相水飽一定聯(lián)系[44]。1 11(1 )s smW Smρ φρ φ= = 1ρ 為瀝青路面料內(nèi)部水分的密度值，sρ 則為瀝青路面料知瀝青路面內(nèi)部孔隙中的液相水飽和度1S 與含水率 W 相水飽和度1S 的取值范圍在[0,1]之間，含水率 W 則可路面料內(nèi)部含水量進(jìn)行表示，引入了液相水容積密度l , v 1 1lρ = m = φ Sρ固相固相

式較少情況下會(huì)應(yīng)用到工程實(shí)際中去。（2）微觀方式，考慮到瀝青路面料內(nèi)部存在的微觀結(jié)構(gòu)，將瀝青路面料架設(shè)定為內(nèi)部孔隙中流體以及氣體的邊界，又因?yàn)樵诳紫秲?nèi)部流體分子由行程遠(yuǎn)小于孔隙的尺寸，因此可將固相骨架內(nèi)部孔隙中的流體近似為，如此可對(duì)流體進(jìn)行在微觀水平上的傳熱傳質(zhì)分析，進(jìn)一步可得到瀝青宏觀水平上的參數(shù)影響，這對(duì)工程實(shí)際問(wèn)題的分析具有一定的研究?jī)r(jià)值（3）宏觀方式，所謂宏觀方式就是采用一種假設(shè)，利用虛擬的連續(xù)介質(zhì)程實(shí)際中非連續(xù)的瀝青路面多孔介質(zhì)，此虛擬的連續(xù)介質(zhì)是建立在實(shí)際的物理基礎(chǔ)之上，利用一定的數(shù)學(xué)模型來(lái)得到的。在對(duì)瀝青路面料內(nèi)部間不做考慮的前提下，假設(shè)瀝青路面內(nèi)相關(guān)物理量的變化情況是連續(xù)且如此假設(shè)是為了在介質(zhì)連續(xù)的情況下，方便利用一般的數(shù)學(xué)方式對(duì)瀝青究過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化。絕大多少情況下，對(duì)與類(lèi)似瀝青路面料這種多孔材料學(xué)模型都是可以利用宏觀方式進(jìn)行求解的。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2721665