基于地源热泵的人工供热方法是寒区路基冻害防控的一种新措施。该文建立路基专用热泵的稳态热力计算模型，用于热泵选型匹配与优化设计。建立主要部件压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器的结构参数与环境参数、制冷剂状态参数之间的函数关系，提出子模型间耦合方法，基于Python语言编制程序。首先，选择压缩机和制冷剂类型，拟定供热温度和集热温度；然后，依次调用4个子程序，以部件目标参数的计算值与拟定值是否相等为收敛判据，以制冷剂状态参数的计算值与拟定值是否相等为终止判据。循环计算收敛时对应的部件结构参数即为优化结果。文中选择准池铁路某冻害路基设计供热方案，验证程序可靠性。结果表明，热泵性能达到预设水平，保证了路基供热方案的有效性。
针对寒区路基冻胀问题,提出一种路基专用地源热泵型供热装置,构建能够主动控制热量收支和温度变化的"热能转化式"路基。为明确热泵冷凝器型式和运行模式对换热温度的影响,设计两种冷凝器盘管方案,并进行4种不同启停比的试验测试。结果表明:在连续运行模式下,冷凝器铜管螺旋间距为20 cm时,最高冷凝温度可达45℃,平均供热温度为40℃。蒸发温度可达-10℃以下,并随着冷凝温度的提高而降低。当螺旋间距为5 cm时,平均供热温度为70℃,蒸发温度随着冷凝温度的提高呈先降低、后升高的规律,冷凝器周围容易出现热堆积现象。随着启停比的减小,供热温度逐渐降低,但制热系数逐渐升高。在设计阶段应合理选择换热器盘管间距,在运行阶段合理控制启停比,从而实现对冷凝温度的动态调控。
土壤蒸发是陆地水循环的重要组成部分，主要受土壤特性和大气条件共同控制。传统的土壤蒸发研究大部分关注于蒸发量计算、灌溉等管理措施对蒸发的影响、蒸发在蒸散中的比例等，很少考虑蒸发土体内部的水汽运移过程。本项目拟从土壤水汽运移研究入手，通过深入探讨等温及非等温条件下水汽在非饱和土壤中的促进扩散机理，建立等温水汽运移促进因子模型。在此基础上，将温度梯度下的水汽运移过程引入模型，发展得到土壤总水汽运移模型，实现蒸发条件下的土壤内部分层蒸发量及水汽运移过程模拟。研究将综合运用热脉冲示踪和染色示踪技术，通过对蒸发过程中初级干燥锋、次级干燥锋、干土层的动态监测，揭示蒸发条件下土体内部真实的水汽过程。研究结果有助于深入认识蒸发土壤内部的水汽和液态水动态，并为改进土壤水热耦合运动理论提供了一个新方法。
2014-01【中文摘要】森林蒸发散是森林水量平衡的主要分量，也是森林植被生长状态的重要体现，准确计算森林蒸发散对森林水循环过程、水源涵养功能和生物生产力研究都具有重要意义。本项目试图以我国温带典型的长白山红松针阔叶混交林生态系统为研究对象，从蒸发散的过程机理出发，在叶片蒸腾生理参数测定和大气、土壤等环境因子同步观测的基础上，分别建立森林冠层蒸腾、林地土壤蒸发和林冠截留蒸发模型，并整合为森林下垫面的蒸发散模型。利用涡动相关水汽通量观测结果进行对比检验，并预测不同环境因子变化情景下的森林蒸发散变化，为我国森林水资源评估和预测提供理论依据。
2008-01【中文摘要】本课题在理论上取得了蒸发冷却系数He的推求结果；建立了多孔材料在周期性热湿边界条件下的藕合传递模型，编写了模拟软件，在Windows环境理可运行。实验测定了不同类型建筑材料表面被动蒸发冷却的热工效果，研究了多孔材料在热湿藕合迁移过程中的迁移速率受气温日波动和空气湿度日波动影响的问题，发现了在亚热带气候周期性控制下多孔材料含湿蒸发冷却热过程中伴随着一个“沉积面”的周期性波动，直至水分全部蒸发完毕时“沉积面”消失的自然规律，为进一步研究亚热带气候环境的“自然调和效应”奠定了基础。项目研究出版了专著《建筑表面被动蒸发冷却》，申请了发明专利“一种城市非绿地自然调和降温构造及其建造方法”1项，获得实用新型专利1项。
1999
