青藏鐵路蘊含的物理知識,青藏鐵路的知識和圖片

時間 2021-10-17 08:38:26

1樓:匿名使用者

2023年7月1日,青藏鐵路實現了全線貫通,打破了美國的火車旅行家保羅·泰魯「有崑崙山脈在,鐵路就永遠到不了拉薩」的「斷言」,大長了中國人的志氣。 1 兩大物理難題揭密1、1 4大措施解決千年凍土的問題青藏鐵路的成敗決定於路基,而路基最大的問題就是多年凍土。夏天氣溫上升,凍土層就要融化,上面的路也就塌了;而冬天溫度降低,凍土膨脹,就會把建在上面的路基和鋼軌頂起來,一降一升,火車極易脫軌。

針對以上問題,我國的鐵路建設者主要是採用了以下4個措施來解決「凍土」問題。(1)熱棒:天然「製冷機」進入兩大灘凍土區,鐵路路基兩旁插有一排排碗口粗細、高約2 m的鐵棒。

鐵棒間相隔2 m,一直向前延伸。我們叫它熱棒。熱棒在路基下還埋有5 m,整個棒體是中空的,裡面灌有液氨。

熱棒的工作原理很簡單:當路基溫度上升時,液態氨受熱發生汽化,上升到熱棒的上端,通過散熱片將熱量傳導給空氣,氣態氨由此冷卻液化變成了液態氨,又沉入了棒底。這樣,熱棒就相當於一個天然「製冷機」。

(2)拋石路基:廉價「土空調」在青藏鐵路路基內部,還有一種廉價而有效的「土空調」正悄無聲息地運轉著。在土層路基中間,填築了一定厚度的碎石。

當夏季來臨時,青藏高原氣溫升高,拋石路基表面的溫度上升,空氣密度降低,而路基凍土中的溫度較低,空氣密度較大,這樣熱空氣與冷空氣就不易對流,無形中形成了外界與凍土的隔熱層;當冬天來臨時,凍土路基的外界溫度較低,空氣密度較大,而路基凍土層溫度較高,空氣密度較低,將自然上移,與外界進行熱量交換,無形中形成了熱冷對流,使路基凍土層溫度降低,保護了凍土的完好性。(3)遮陽板:隔熱「外衣」青藏高原地處中低緯度,高海拔地區,太陽輻射十分強烈是該地區的一個重要特徵。

遮陽板路基是在路基的邊坡和坡面上架設一層用於遮擋太陽輻射的板材,由此完全消除太陽對路堤坡面的有效輻射加熱作用,達到穩定路基溫度場的目的。(4)以橋代路:「最後絕招」青藏鐵路沿線,給人印象最深的是橋多。

極不穩定的高含冰量凍土區,用熱棒、拋石路基等方法都是不管用的,而以橋代路是解決凍土問題的最後絕招。橋墩打進凍土層30多m,橋墩與凍土層間的摩擦力足以支撐路基的穩固性,凍土的融化和膨脹對路基的影響這時已顯得微乎其微。1、2 增氧機解決高原氣壓低、氧氣含量低的問題在青藏高原由於海拔高,氣壓低。

每吸一口氣得到的氧氣只有平地上的40%左右,那裡氣溫最低可達-40℃。為了解決高寒缺氧帶來的建設難題,有關部門在青藏線沿途建立了許多醫療站並建造了17座的氧氣製造站,以保證施工者的安全;為保證乘車者的安全,在每列車裡都配備有兩套供氧系統,一套為彌散式供氧,通過混合空調系統中的空氣,使每節車廂的含氧量達到23。5%~25%;另一種為分散式供氧,其氧濃度可達40%~45%,旅客可通過供氧面罩直接吸取,確保了旅客乘車的舒適度。

2樓:匿名使用者

(1)熱棒:天然「製冷機」

進入兩大灘凍土區,鐵路路基兩旁插有一排排碗口粗細、高約2 m的鐵棒(如圖1)。鐵棒間相隔2 m,一直向前延伸。我們叫它熱棒。

熱棒在路基下還埋有5 m,整個棒體是中空的,裡面灌有液氨。熱棒的工作原理很簡單:當路基溫度上升時,液態氨受熱發生汽化,上升到熱棒的上端,通過散熱片將熱量傳導給空氣,氣態氨由此冷卻液化變成了液態氨,又沉入了棒底。

這樣,熱棒就相當於一個天然「製冷機」。

2)拋石路基:廉價「土空調」

在青藏鐵路路基內部,還有一種廉價而有效的「土空調」正悄無聲息地運轉著。在土層路基中間,填築了一定厚度的碎石(如圖2)。當夏季來臨時,青藏高原氣溫升高,拋石路基表面的溫度上升,空氣密度降低,而路基凍土中的溫度較低,空氣密度較大,這樣熱空氣與冷空氣就不易對流,無形中形成了外界與凍土的隔熱層;當冬天來臨時,凍土路基的外界溫度較低,空氣密度較大,而路基凍土層溫度較高,空氣密度較低,將自然上移,與外界進行熱量交換,無形中形成了熱冷對流,使路基凍土層溫度降低,保護了凍土的完好性。

(3)遮陽板:隔熱「外衣」

青藏高原地處中低緯度,高海拔地區,太陽輻射十分強烈是該地區的一個重要特徵。遮陽板路基是在路基的邊坡和坡面上架設一層用於遮擋太陽輻射的板材,由此完全消除太陽對路堤坡面的有效輻射加熱作用(如圖3),達到穩定路基溫度場的目的。

(4)以橋代路:「最後絕招」

青藏鐵路沿線,給人印象最深的是橋多(如圖4)。對於圖4極不穩定的高含冰量凍土區,用熱棒、拋石路基等方法都是不管用的,而以橋代路是解決凍土問題的最後絕招。橋墩打進凍土層30多m,橋墩與凍土層間的摩擦力足以支撐路基的穩固性,凍土的融化和膨脹對路基的影響這時已顯得微乎其微。

青藏鐵路的知識和** 5

青藏鐵路熱棒的作用是什麼?是加固路基還是保護凍土?

3樓:北麓河之夏

通過保護凍土來確保路基的穩定性。

它是中空的雙層套管,裝有沸點較低的液體,如液態氨。在冷季,氣溫低於地溫,液體吸收周圍土體的熱量後成為蒸汽,蒸汽從內管上升到頂端後被周圍的冷空氣冷卻液化(也就釋放了相變熱),然後再從外管壁迴流下來。如此迴圈,以降低土體的溫度。

到了暖季後,氣溫高於地溫,熱棒停止工作。由於路基在暖季要吸收大量的熱,冷季通過熱棒儲存下來的「冷量」除了被消耗還可以有一定的剩餘,這樣經過經年累月的積累路基下凍土的溫度就會不斷下降。而土體的強度與凍土的溫度相關,溫度越低,強度就越大,承載力就越高,路基也就越穩定。

另外,凍土溫度的降低也是有一定期限的。根據青藏高原北麓河試驗段的資料,降溫過程持續了4年。之後將長期穩定,並隨全球氣溫的升高而緩慢升溫。

4樓:倫博延

熱棒顧名思義是用來保護凍土的

5樓:匿名使用者

熱棒(又叫無芯重力式熱管、熱虹吸管)是一種高效熱導裝置,具有獨特的單向傳熱效能——熱量只能從地面下端向地面上端傳輸,反向不能傳熱。大規模使用熱棒後可以保持青藏鐵路沿線多年凍土處於良好的凍結狀態。

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