《能源隧道傳熱理論與套用》作者是張國柱，是2021年2月東南大學出版社出版的圖書，本書主要介紹了將傳統地埋管地源熱泵技術的熱交換管路直接植人在隧道初襯與複合式防水板之間或襯砌管片內或隧道內其他部位內，與隧道圍岩進行熱交換，利用熱交換管內的傳熱循環工質與圍岩之間的溫差提取隧道圍岩中的地溫能，經地源熱泵提升後，實現隧道附近建築的供熱/製冷服務，並可用於寒區隧道的防凍加熱，以及高岩溫隧道的冷卻降溫。
基本介紹
- 中文名：能源隧道傳熱理論與套用
- 作者：張國柱
- 出版社： 東南大學出版社
- ISBN：9787564193614
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
能源隧道是一種嶄新的地溫能開發利用技術，其將傳統地埋管地源熱泵技術的熱交換管路直接植人在隧道初襯與複合式防水板之間或襯砌管片內或隧道內其他部位內，與隧道圍岩進行熱交換，利用熱交換管內的傳熱循環工質與圍岩之間的溫差提取隧道圍岩中的地溫能，經地源熱泵提升後，實現隧道附近建築的供熱/製冷服務，並可用於寒區隧道的防凍加熱，以及高岩溫隧道的冷卻降溫。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的占地和成本高兩個主要障礙，比傳統空調系統節能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狀；第二章隧道圍岩熱物性原位測試方法；第三章隧道襯砌換熱器傳熱現場試驗；第四章隧道襯砌換熱器傳熱模型試驗；第五章隧道圍岩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值計算模型及性能分析；第七章能源隧道套用案例，介紹了國外和國內典型工程案例。 本書可作為隧道與地下工程、暖通工程、岩土與地質工程等專業從事地源熱泵系統勘察、設計、施工、測試的技術和科研人員的參考書，也可以作為相關專業研究生學科交叉研究的教材。
圖書目錄
總序
前言
1 緒論
1.1 研究意義
1.2 研究現狀及發展趨勢
2 隧道圍岩熱物性原位測試方法
2.1 岩土熱回響原位試驗
2.1.1 試驗原理
2.1.2 試驗設備
2.1.3 試驗流程
2.1.4 岩土熱物性參數計算方法
2.2 預鑽孔熱探頭岩土傳熱原位測試
2.2.1 預鑽孔熱探頭測試原理
2.2.2 預鑽孔熱探頭測試儀器
2.2.3 預鑽孔熱探頭測試方法
2.3 壓入式熱探頭岩土傳熱原位測試
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 現場測試對比分析
2.4 小結
3 隧道襯砌換熱器傳熱現場試驗
3.1 隧道貫通前的熱回響試驗
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 試驗結果分析
3.2 隧道貫通後的熱回響試驗
3.2.1 試驗方案
3.2.2 試驗結果分析
3.3 小結
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回響模型試驗
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岩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 通風對圍岩溫度的影響
4.3.3 通風作用下的襯砌與洞內空氣耦合傳熱分析
4.4 小結
5 隧道圍岩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岩溫度場解析解
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 與現有的解析解及隧道溫度場監測數據對比驗證
5.3.1 與張耀解析解及監測值對比
5.3.2 與Takumi解析解及監測值對比
5.4 隧道圍岩地溫場參數分析
5.4.1 計算參數
5.4.2 洞口氣溫對隧道圍岩地溫場的影響
5.4.3 隧道長度對隧道圍岩地溫場的影響
5.4.4 隧道埋深對隧道圍岩溫度場的影響
5.4.5 洞內風速對隧道圍岩地溫場的影響
5.4.6 隔熱層厚度對隧道圍岩地溫場的影響
5.5 小結
6 隧道襯砌換熱器傳熱數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
7 能源隧道套用案例
7.1 國外典型案例
7.1.1 義大利都靈市捷運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 國內典型案例
7.3 小結
參考文獻
作者簡介
張國柱，博士、東南大學副教授、博士生導師、註冊土木工程師（岩土），擔任中國公路學會隧道分會理事、中國岩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構、智慧地下空間。主持國家自然科學基金及省部級課題多項，發表高水平論文20餘篇，授權發明專利15項，專著1部，參編行業標準2部。獲得浙江省技術發明獎一等獎和中國公路學會科學技術獎二等獎。
