北京足球场草坪冬季电热融雪保绿实验研究

《北京足球场草坪冬季电热融雪保绿实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要随着我国社会和经济的发展，足球事业也在蓬勃兴起，各种草坪运动场的数量也急剧增加，奥运建设将新增更多的场馆。另一方面，国际大都市北京对四季常绿的高档景观草坪的需求也越来越多。但由于冬季气候寒冷，草坪受低温胁迫后会失绿枯死。运用加热保温技术保证草坪土壤冬季不结冻，草坪在寒冷的冬季也J下常生长，具有重要的实践价值和社会经济效益。本文对北京地区草坪冬季电缆电热融雪保绿问题，草种的选择及土壤温度场进行研究，旨在对北京地区草坪电缆加热系统进行优化设计。确定电缆电热系统的最佳配置(加热电缆安装功率、单位长度电缆功

2、率、敷设间距，以及埋设深度)，和运行方式，从而达到的最好的节能效果和经济效果。采用数值模拟和实验研究相结合的方法。为草坪土壤电缆加热系统建立数学模型；通过实验研究为数值模拟提供必要的初始条件和边界条件，并对数值模拟结果进行验证；采用经过验证的数学模型对不同工况的草坪土壤温度场进行数值模拟分析，得到北京地区草坪电缆加热系统的优化设计参数。本文对采用局部电缆电热系统的草坪土壤，在北京地区最寒冷季节，即2004年11月～2005年3月进行了以下项目的实验研究：①地表温度、地表下10cm、20cm、25cm、3

3、5cm、50cm土壤温度：②室外空气温度；③电缆表面温度；④局部电缆加热装置的能耗。整个冬季，草坪保持绿色，局部电缆加热装置增温、保绿效果显著。三月中旬随着大气温度的升高，实验草坪表现出明显的早春生长优势。根据测试结果，对整个冬季草坪土壤温度场的变化、局部电缆加热装置的能耗、土壤预热、加热电缆断电后土壤温度场的变化、覆盖薄膜对土壤温度场的影响、下雪揭膜后土壤温度场的变化，以及系统达到热平衡时土壤温度场的变化进行了分析。为草坪土壤电缆加热系统建立了一个二维瞬态传热有限元计算模型，应用ANSYS软件对草坪土

4、壤温度场进行了数值模拟，在已知初始条件和边界条件时，可得到任意时刻的温度场。分别对覆盖薄膜和不覆盖薄膜情况下，数值模拟温度．1．场与实测温度场进行了对比分析。结果表明，两者吻合得较好。采用该数学模型对北京地区冬季最冷月(一月1平均室外气象条件下，特定土壤物性参数的足球场草坪和高档景观草坪，不同的安装功率、不同的加热电缆敷设间距、不同的埋设深度，按照草坪用途确定的不同使用时f刚(不覆盖时间)，以及不同运行方式的13种工况进行了数值模拟计算。通过对模拟结果的分析，得到北京地区草坪电缆加热系统的设计参数，可作

5、为工程应用参考。研究了采用解析法对单位面积草坪所需的加热电缆安装功率进行计算的公式。与数值模拟结果对比表明，公式确定的加热电缆安装功率，能够满足草坪土壤的温度要求，可满足工程应用需要。关键词足球场草坪景观草坪电缆加热系统覆盖薄膜数值模拟AbstractWiththedevelopmentofsocietyandeconomy，footballsportbusinessisthriving．Asaresult，sportsIllrfsareincreasing．Ontheotherhand，Thereis

6、agreatdemandforevergreenlawnforlandscapeinmetropolis．Becauseofthecoldweatherinwinter，turfsalwayssubjecttolowtemperatureandturnsatanstrawcolor．TakingmeasurestopreventgroundfromfreezingandkeepgrasslivinghasahighvMueinpracticeandbringsapublicbenefit．Studies

7、areconductedonmeltingsnowandkeepinggreenbyelectriccableheatingsystemonBeijingsportsturfinwinter,grassseedselection，andturfsoiltemperaturefield．Theobjectiveoftheseworkistooptimizetheelectriccableheatingsystem，i．e．determineoptimumvNuesofthefollowingvariabl

8、es：theelectricpower，thedepthandspanofheatingcables，aswellastheoperatingconditionstoproducethebestenergyandeconomicefficiency．Adoptingthemethodofcombiningnumericalsimulationandtest，amodelisdevisedoftheturfelectriccableheati