青藏铁路使用的是一种神奇的“散热管”,当气温低于冻土层时,外界冷气源源不断进入冻土层,而当气温高于冻土层时,“散热管”会自动停止工作,加上隔热措施可以保证冻土层的稳定。
散热管,每根散热管就相当于一个小冰箱,管底部的液氮吸热蒸发气化,升至管顶的铁丝挥发掉热量,冷却为液态流到管低部,循环把路基下面的热量释放出来,从而隔绝冻土与路面的热传递,保证冻土层的稳定。
我们知道,盖楼房需要打好地基,铺设铁路也需要稳定的路基。现在路基在冻土上面,就仿佛在冰上行走。随着温度的变化,冻土具有“顽皮好动”的特性。在寒季,冻土像冰一样冻结,并且随着温度的降低体积发生膨胀,建在上面的路基和钢轨就会被膨胀的冻土顶得凸起;到了夏季,冻土融化体积缩小,路基和钢轨又会随之凹下去。冻土的冻结和融化反复交替地出现,路基就会翻浆、冒泥,钢轨出现波浪形高低起伏,路基塌陷,铁路变形,那是非常可怕的!对铁路运营安全造成威胁,严重的时候会车毁人亡。解决的办法 :让冻土层保持恒低温,永远处于坚硬的冰冻状态。
我们知道:热传递是热能由高温处传到低温处的现象,热传递有三种方式:辐射、对流、传导,其中热传导最快。传导为二个物体相接触时热由高温物体传到低温物体的现象。传导热量的大小主要是依靠温差及物体的传热?数而定。通常物体的导热系数以固体为最高,其次是液体,最次是气体,在固体中以金属为最高。这种热传导理论已经写入物理学教科书中。
冻土在夏天会因为温度升高溶解,造成地表起伏,会破坏上面的公路。因此施工时在需要的路段两旁安装散热管。表面金属,内部是液态氨,插入地底,液态氨吸收地底热量气化,上升到管顶部风冷液化,如此循环冷却冻土,保护公路。
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