考虑围岩传热的深埋引水隧洞TBM施工通风模拟

考虑围岩传热的深埋引水隧洞TBM施工通风模拟

论文摘要

深埋引水隧洞的储热作用及TBM施工过程中的围岩散热导致通风降温除尘十分困难。相关研究仅考虑了隧洞壁面与风流的热交换作用,而忽略了围岩内部热传导的影响;同时,目前有关围岩温度场的研究大多将岩石导热系数视为围岩导热系数,忽略了裂隙填充介质对围岩传热的影响。针对以上两方面的问题,提出基于多边形离散裂隙网络模型的围岩等效导热系数分形分析方法;进而建立综合考虑围岩内部热传导和隧洞壁面与风流的对流热交换的深埋引水隧洞TBM施工通风Euler-Lagrange两相流数学模型。结合实际工程的分析表明该工程围岩等效导热系数为0.47 W/(m·K),远低于岩石导热系数3 W/(m·K)。将本模型和传统模型的模拟结果与实测数据进行对比,验证了本模型的准确性、一致性和有效性。研究结果可为相关深埋引水隧洞TBM施工通风提供理论指导。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 数学模型
  •   1.1 围岩传热模型
  •     1.1.1 围岩内部热传导模型
  •     1.1.2 隧洞壁面与风流热交换模型
  •   1.2 Euler-Lagrange两相流模型
  •     1.2.1 气相控制方程
  •     1.2.2 颗粒相控制方程
  •   1.3 边界条件和初始条件
  •     1.3.1 边界条件
  •     1.3.2 初始条件
  • 2 计算模型
  •   2.1 物理模型
  •   2.2 围岩等效导热系数
  • 3 数值模拟结果分析
  •   3.1 考虑围岩传热影响的隧洞内部及围岩温度分布分析
  •   3.2 风流场分析
  •   3.3 TBM主梁内的粉尘颗粒运移情况分析
  • 4 讨论
  •   4.1 模型验证
  •   4.2 模型对比
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 王晓玲,禹旺,刘长欣,吕明明,胡连兴

    关键词: 深埋引水隧洞,施工,两相流,围岩传热,等效导热系数

    来源: 水力发电学报 2019年10期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 水利水电工程

    单位: 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,中国长江三峡集团有限公司

    基金: 国家重点研发计划(2016YFC0401806),国家自然科学基金(51679165),国家自然科学基金创新研究群体项目(51621092)

    分类号: TV554

    页码: 1-13

    总页数: 13

    文件大小: 4493K

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