1.一种测试高温热水隧道混凝土材料热传递性的方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:安装试验装置;试验装置包括有探针式温度传感器(1)、陶瓷纤维布(2)、耐高温隔热泡沫板(3)、防水板(4)、导热水(6)、防水板放置架(7)、混凝土试件放置架(8)、混凝土试模(9)、水浴箱(10)、限位件(12)、热流传感器(13)、贴片式温度传感器(14)和水温传感器(15);防水板放置架(7)、防水板(4)、陶瓷纤维布(2)和耐高温隔热泡沫板(3)上设置有安装混凝土试模(9)的预留开口;在混凝土试模(9)的底部设置有若干试模预留孔(11);S2:制作混凝土试件(5),在混凝土试件(5)内部布置若干的薄壁金属管(16),将探针式温度传感器(1)固定在薄壁金属管(16)底部,并在混凝土试件(5)的上、下表面分别布置贴片式温度传感器(14),以及在混凝土试件(5)的上、下表面分别布置热流传感器(13);预先在混凝土试模(9)的底部固定贴片式温度传感器(14)和热流传感器(13),将混凝土拌合物装入底部留有试模预留孔的混凝土试模(9),然后将装有混凝土拌合物的混凝土试模(9)放置于振动台上振捣成型;振捣成型后将带模的混凝土试件(5)从振动台上取下,进行混凝土试件(5)内部薄壁金属管(16)和探针式温度传感器(1)的布置,以及余下贴片式温度传感器(14)和热流传感器(13)的布置;S3:将各测点的探针式温度传感器(1)、贴片式温度传感器(14)、热流传感器(13)与数据采集仪连接,并设定采集频率;将带模混凝土试件放置于水浴箱预留位置,设定导热水(6)温度值后,启动水浴箱(10)内的加热装置将水加热至设定导热水温度值T w ,同时记录环境空气温度T a ,然后进行不间断数据采集,直至各测点数据的变化趋于稳定;采集得到混凝土试件底部与热水接触界面温度T s1 、混凝土试件表面和空气接触界面温度T s2 、混凝土试件表面的热电势E 1 和混凝土试件底面的热电势E 2 ;S4:根据步骤S3中采集的数据,计算高温热水中高地温隧道混凝土材料热传递性的各项参数;计算混凝土材料热流密度q:q=K r ·|E 1 -E 2 |式中,q—混凝土材料热流密度,单位W/m 2 ;K r —热流传感器的分辨率,W/(m 2 .mV);计算混凝土试件底部与热水接触界面表面对流换热系数h 1 :式中,h 1 —混凝土试件底部与热水接触界面表面对流换热系数,单位W/(m 2 .K);计算混凝土试件表面和空气接触界面表面对流换热系数h 2 :式中,h 2 —混凝土试件表面与空气接触界面表面对流换热系数,单位W/(m 2 .K);计算混凝土材料导热系数λ:式中,λ—混凝土材料导热系数,单位W/(m.K);δ—混凝土材料厚度,单位m;同时,根据埋置于混凝土试件内部不同深度处的探针式温度传感器得到的温度数据,得到混凝土试件内部温度梯度分布。
2.根据权利要求1所述的测试高温热水隧道混凝土材料热传递性的方法,其特征在于,步骤S1中还包括有如下步骤:S11:安装时,先将混凝土试件放置架(8)放置在水浴箱(10)中,然后调整导热水(6)液面至混凝土试件放置架(8)上部2-3cm处,再将防水板放置架(7)放置于混凝土试件放置架(8)上;S12:将预留开口的防水板(4)、陶瓷纤维布(2)和耐高温隔热泡沫板(3)依次铺设在防水板放置架(7)上部;防水板(4)上设置有放置混凝土试件(5)的预留开口,预留开口与混凝土试件(5)的外部贴合。
3.根据权利要求2所述的测试高温热水隧道混凝土材料热传递性的方法,其特征在于,所述水浴箱(10)内的加热装置为电加热棒或者加热管,所述水浴箱(10)上还设置有进水口和出水口。
4.根据权利要求1所述的测试高温热水隧道混凝土材料热传递性的方法,其特征在于,所述混凝土试件(5)内部设有若干处不同长度的薄壁金属管(16),所述薄壁金属管(16)的底部预埋于混凝土试件(5)各测点不同深度,所述探针式温度传感器(1)通过所述薄壁金属管(16)上的通孔伸入到所述薄壁金属管(16)底部与混凝土接触。
5.根据权利要求1所述的测试高温热水隧道混凝土材料热传递性的方法,其特征在于,所述混凝土试件(5)底部的热流传感器(13)通过耐高温绝缘型胶粘剂粘接,所述混凝土试件(5)上表面的热流传感器通过凡士林粘接。
6.根据权利要求1所述的测试高温热水隧道混凝土材料热传递性的方法,其特征在于,所述混凝土试件放置架(8)为镂空板或者网架;所述混凝土试模(9)为热塑型塑料试模,若干所述试模预留孔(11)设置在热塑型塑料试模底部。