基于碳納米纖維紙高效熱源的路面自融雪化冰系統(tǒng)的研究.pdf

1、在冬季溫度處于零下的寒冷地區(qū),公路、機場、橋梁以及人行道等交通道路大面積頻繁的降雪結(jié)冰。嚴重阻礙了交通設(shè)施的暢通運營,給人民生命財產(chǎn)安全帶來了嚴重威脅,造成了巨大的經(jīng)濟損失;同時也嚴重影響機場、鐵路、艦船甲板等重要的國防設(shè)施的正常運營,是非常時期國防安全建設(shè)潛在的隱患。
　　傳統(tǒng)的基于機械的除雪除冰方法效率低,滯后性強,只適合小范圍的使用;而基于以氯化鈉除冰鹽為代表的化學物除冰法,雖然在一定程度上得到大范圍的適用。但是由于其造成的

2、環(huán)境污染和路面、鋼筋的腐蝕等負面作用嚴重限制了它的使用。為了保障國民經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展、交通設(shè)施通暢以及人命財產(chǎn)安全,研究新型、高效、可行的路面融雪化冰技術(shù)具有非常重要的現(xiàn)實意義。本文主要開展以下幾個方面的研究:
　　(1)基于碳納米纖維紙高效的電熱效應(yīng)和熱穩(wěn)定性、多壁碳納米管優(yōu)良熱傳導特性,制備碳納米纖維紙高效熱源、水泥基/多壁碳納米管高導熱復(fù)合材料、AlN陶瓷基片高導熱絕緣封裝材料,并將其應(yīng)用于路面融雪化冰系統(tǒng)集成和性能研究。

3、>　　(2)利用太陽能新能源,在室外自然環(huán)境融雪和室內(nèi)冰箱模擬環(huán)境化冰測試,驗證基于碳納米纖維紙高導熱混凝土路面融雪化冰技術(shù)高效、安全、穩(wěn)定、實用、經(jīng)濟等特點。
　　(3)基于傳熱學和偏微分方程解析理論,建立表征系統(tǒng)融雪化冰過程非齊次邊值問題的一維熱傳導數(shù)學理論模型。通過數(shù)學上分解處理將非齊次瞬態(tài)邊值問題轉(zhuǎn)化為穩(wěn)態(tài)非齊次和瞬態(tài)齊次邊值問題的疊加,采用分離變量法和級數(shù)正交展開方法得到模型的解析解答。
　　(4)利用解析的理論解