[发明专利]一种将冻土相变潜热转换为等效比热的计算方法

摘要

本发明提供一种将冻土相变潜热转换为等效比热的计算方法，该方法包括通过求取两个相邻温度区间的冻土相变潜热，计算获取两个相邻温度区间的冻土比热，在此基础上，通过对两个相邻温度区间的比热求平均值并与两个相邻温度区间分界点的真比热相加的方法，获取两个相邻温度区间分界点的冻土的等效比热。本发明的效果是提供了能够将冻土相变潜热转换为等效比热的计算方法，提供的方法考虑了冻土等效比热与平均比热、真比热的不同。通过实测和计算表明，该计算方法的预测精度较传统方法提升了84.7％。精度的提高能够最大限度的将冻土相变潜热转换为等效比热，为冻土温度场的计算提供便利。

主权项

1.一种将冻土相变潜热转换为等效比热的计算方法，该方法包括以下步骤：1)分别将冻土在[Tj℃～Tk℃]、[Tk℃～Ti℃](0≥Tj＞Tk＞Ti)的潜热Qj～k、Qk～i用式(1)和式(2)表示出来，式(1)和式(2)为：式中，Qj～k、Qk～i分别为冻土在[Tj℃～Tk℃]、[Tk℃～Ti℃](0≥Tj＞Tk＞Ti)的潜热，单位为kJ/kg；L为水凝结成冰释放的热量，单位为kJ/kg；ρd为土样的干密度，单位为kg/m3；Wuj、Wuk、Wui分别为温度Tj、Tk、Ti时的冻土未冻水％含量；ρ为土样的密度，单位为kg/m3。2)分别将冻土在[Tj℃～Tk℃]、[Tk℃～Ti℃](0≥Tj＞Tk＞Ti)的潜热转化成的土体比热用式(3)和式(4)表示出来，式(3)和式(4)为：式中，C'j～k、C'k～i分别为冻土在[Tj℃～Tk℃]、[Tk℃～Ti℃](0≥Tj＞Tk＞Ti)的潜热转化成的土体比热，单位为kJ/(kg·℃)；L为水凝结成冰释放的热量，单位为kJ/kg；ρd为土样的干密度，单位为kg/m3；Wuj、Wuk分别为温度Tj、Tk时刻的冻土未冻水％含量；ρ为土样的密度，单位为kg/m3；Tj、Tk、Ti分别为冻土的℃温度。3)则Tk℃的冻土比热可由公式(5)计算出来，公式(5)为：式中，C'k为Tk℃的冻土等效比热，单位为kJ/(kg·℃)；Ck为Tk℃的冻土真比热，单位为kJ/(kg·℃)；C'j～k、C'k～i分别为冻土在[Tj℃～Tk℃]、[Tk℃～Ti℃](0≥Tj＞Tk＞Ti)的潜热转化成的土体比热，单位为kJ/(kg·℃)。