循环管道加热桥面融雪效能数值模拟

摘要

为了优化桥面流体加热系统的结构布设及运行参数设计，进一步提高融雪效能，基于COMSOL Multiphysics多物理场耦合仿真平台，以相变过程表征桥面雪层融化成水的过程，构建循环管道加热桥面融雪效能分析的三维计算模型。通过文献试验数据对新建数值模型的准确性进行验证，采用该模型模拟分析管道进口流体温度、地热管埋深、管间距、管直径、积雪层厚度以及流体温度沿程损失等因素对桥面无雪率、融雪速率和温度场分布的影响规律。模拟结果表明积雪层厚度超过0.04 m会显著降低热管融雪系统的融雪速率，管道进口流体温度的提升使得融雪速率的增长率逐渐减小，管内流体与桥面结构在热量传递过程中温差不断减小，表现出一种非线性的温度衰减效应。研究结果可为相关桥面流体加热系统的效能分析和优化设计提供数据支撑和技术参考。

关键词

循环管道桥面加热系统 / 融雪模型 / 数值模拟 / 融雪效能 / 地热能