測定土壤熱性質(zhì)的熱信號方法.pdf

1、土壤熱參數(shù)是分析研究土壤熱傳遞的基本參數(shù),尋求確定熱參數(shù)簡單方法是研究的熱點問題。本論文在總結(jié)國內(nèi)外土壤熱傳遞基本理論和熱傳遞參數(shù)確定方法研究成果的基礎(chǔ)上,采用理論分析與室內(nèi)試驗相結(jié)合的方法,對恒定邊界溫度下解析解和邊界層理論,以及熱脈沖技術(shù)確定土壤熱性質(zhì)方法進(jìn)行了研究,得到主要結(jié)果如下： 1、在分析恒定邊界溫度條件下土壤熱傳遞特征基礎(chǔ)上,利用熱傳導(dǎo)方程解析解法推求不同質(zhì)地和容重下土壤熱擴(kuò)散率隨含水量變化過程。根據(jù)土壤容重和含水

2、量計算了熱容量,并通過熱容量與熱擴(kuò)散率計算了土壤導(dǎo)熱率,分析了熱性質(zhì)與土壤含水量、土壤質(zhì)地的關(guān)系。得出土壤熱擴(kuò)散率隨含水量的增大表現(xiàn)為先增大后減小的拋物線變化過程,在含水量相同的情況下,熱擴(kuò)散率隨著砂粒含量的增加而增加,砂粒含量越高,熱擴(kuò)散率峰值越大,峰值所對應(yīng)的含水量越小。熱容量隨著含水量和容重的增大而增大。導(dǎo)熱率隨著含水量和砂粒含量的增加而增加。 2、根據(jù)熱傳遞邊界層理論,建立了利用邊界層方法推求土壤熱擴(kuò)散率理論公式,并利用

3、所建立的邊界層理論公式確定了土壤熱擴(kuò)散率,分析了熱擴(kuò)散率與土壤物理特性的關(guān)系。同時對邊界層法與解析解法確定的熱擴(kuò)散率進(jìn)行了比較,結(jié)果顯示不同邊界層理論公式所確定的土壤熱擴(kuò)散率與解析解法確定的熱擴(kuò)散率存在不同程度的差異,提出了適合于四種質(zhì)地土壤的最優(yōu)邊界層理論公式。 3、依據(jù)熱脈沖傳遞理論,根據(jù)熱脈沖傳遞條件下土壤溫度變化特征,計算了土壤熱擴(kuò)散率,并分析了熱擴(kuò)散率與土壤質(zhì)地、含水量的關(guān)系。通過熱脈沖法與解析解法所確定的熱擴(kuò)散率對比