[发明专利]一种研究高地温隧道空气源换热硐室传热效率的试验装置及方法

权利要求书

1.一种研究高地温隧道空气源换热硐室传热效率的试验装置，包括保温试验箱(1)、换热机构(2)、硐室封堵组件(3)和加热板(4)，所述保温试验箱(1)内填充有隧道模型，而隧道模型开设有硐室，所述保温试验箱(1)内设有加热板(4)，其特征在于：

所述硐室的一端设有换热机构(2)，另一端设有硐室封堵组件(3)，所述硐室封堵组件(3)包括支撑组件(31)、耐热气囊(32)、电磁阀(33)和气压源，所述支撑组件(31)设置在硐室内，至少两个所述耐热气囊(32)通过电磁阀(33)连通，而其中一个耐热气囊(32)与支撑组件(31)连接并与气压源连通。

2.根据权利要求1所述的一种研究高地温隧道空气源换热硐室传热效率的试验装置，其特征在于：所述支撑组件(31)包括支撑架(311)、滑块(312)、丝杆(313)、螺纹套筒(314)和连杆(315)，支撑架(311)上等角度设置的三根导轨内配合有滑块(312)，丝杆(313)转动安装在支撑架(311)上，所述螺纹套筒(314)套设在丝杆(313)上并与丝杆(313)形成螺纹连接副，所述滑块(312)上铰接有连杆(315)，而连杆(315)的另一端与螺纹套筒(314)铰接。

3.根据权利要求1所述的一种研究高地温隧道空气源换热硐室传热效率的试验装置，其特征在于：所述气压源由伸缩软管(34)和气泵(35)组成，所述伸缩软管(34)的一端与耐热气囊(32)连通，另一端与气泵(35)连通。

4.根据权利要求1所述的一种研究高地温隧道空气源换热硐室传热效率的试验装置，其特征在于：所述硐室的端部设有隔热板(5)。

5.根据权利要求4所述的一种研究高地温隧道空气源换热硐室传热效率的试验装置，其特征在于：所述换热机构(2)包括换热器(21)、水箱(22)、水管(23)和定流泵(24)，所述换热器(21)设置在硐室内，而水箱(22)通过两根水管(23)与换热器(21)连通，水管(23)贯穿过隔热板(5)，其中一根水管(23)与水箱(22)之间设有定流泵(24)，其中两根水管(23)上均设有温度传感器(231)。

6.根据权利要求5所述的一种研究高地温隧道空气源换热硐室传热效率的试验装置，其特征在于：所述水箱(22)的中部设有隔板，其中隔板将水箱(22)分隔为储水腔和回流腔，其中定流泵(24)与储水腔连通。

7.根据权利要求1所述的一种研究高地温隧道空气源换热硐室传热效率的试验装置，其特征在于：所述硐室和隧道模型内均设有温度传感器(6)。

8.一种根据权利要求1所述的一种研究高地温隧道空气源换热硐室传热效率的试验装置的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，向保温试验箱(1)内装填围岩相似材料，进而构筑隧道模型，在装填围岩相似材料时将加热板(4)和温度传感器(6)埋在预设位置，并在设计位置构造硐室；

S2，在硐室的一侧设置换热机构(2)，另一侧设置硐室封堵组件(3)；

S3，利用加热板(4)对隧道模型加热；

S4，通过换热机构(2)将硐室内的热量换出；

S5，在S4换热完成后通过两侧水管(23)温差计算硐室换热效率，而后停止换热，接着通过向耐热气囊(32)内泵入正压使其膨胀，进而改变硐室的尺寸，而后再重复S4，进而得出改变硐室尺寸后的换热效率。