青藏线公路上“热棒”是什么东西?
并且在青藏铁路路基两旁,能看到整整齐齐的插着两排金属棒,这些金属棒有什么用?为什么会被安装在这里呢?这种奇怪的金属棒名叫热棒,其实就是利用碳素无缝钢管做成的高效热导装置,7米高,可露在地面上的只有2米,在地下还深埋着5米,具有非常独特的单向传热性能。
热棒的原理其实很简单,在碗口粗的密闭空心长棒中装上液氨,长棒上面再装上散热片,下面的吸热段则直接埋入多年冻土中。冬季温度降低的时候,长棒吸热段中的液氨会利用沸点低的特点,吸收冻土深处的热量,然后蒸发成气体,利用管内压差驱动到顶部,通过散热片将热量传导给空气。最后再遇到较冷的管壁,冷却后又液化成液体,重新流回吸热段再蒸发,并且如此不断地循环工作。

青藏线公路上“热棒”是什么东西?
而到了夏季的时候,因为热棒只有单向传热性能,热量只能从地下向地面传输,反向不能传热,所以地面的热量就不能通过热棒传到冻土中,冻土自然也就不会因为温度高逐渐融化下沉。可以说热棒虽然名字中有“热”字,但其实更像一个不断工作的“制冷机”一样。大规模进行使用,就可以保持青藏铁路沿线多年冻土处于良好的冻结状态,避免冻土冻胀和融沉,导致铁路下沉、变形,甚至塌陷。
青藏铁路的热棒技术原理?
青藏铁路要穿越“千年冻土”区,必须攻克的难题之一是:只有设法保持该区域的冻土不受夏季高温影响,确保路基坚固、稳定。大家都知道:严寒的冬季,冻土是坚硬的,而外界气温升高时冻土会熔化,使路基硬度减弱,甚至变软,火车的重压会使路基及铁轨严重变形。因此,如何确保冻土的状态在夏季与冬季一样,就成了必须解决的难题。我国科技工作者创造性地解决了这一难题,并且,其中的三个关键措施都只运用了简单的物理知识。
一是“热棒”:被称为不用电的“冰箱”。在冻土区,路基两旁插有一排碗口粗细、看上去像护栏的金属棒,这就是“热棒”。它们的间隔为2m,高出路面2m,插入路基下5m。棒体是封闭中空的,里面灌有液态的氨,外表顶端有散热片。我们知道,酒精比水更容易变成气体,而液态氨变成气体比酒精还要容易。正是液态氨在“热棒”中默默无闻地工作,使它成了在夏季保持路基冻土的“冰箱”。
二是“抛石路基”,被称为天然的“空调”。在冻土区修筑路基时,其土层路基的中间,抛填了一定厚度的碎石块,碎石之间的空隙不填实,并且与外界空气相通.这样的结构具有“空调”的功能,使得冻土层的温度基本不随外界气温变化,能有效地保持冻土的稳定性。
三是“遮阳板路基”,被称为隔热“外衣”。遮阳板路基,是在路基的边坡上架设一层遮挡太阳的板材,能有效地减弱太阳热对路基温度的影响。