青藏铁路两旁为什么要插满金属棒(什么是热棒)

曾经有很多外国人认为,只要有昆仑山在,中国人是无法翻越唐古拉跨越可可西里,将火车开到拉萨的。然而在2006年7月1日,我国宣布青藏铁路开通,这是由中国三代铁路人,背着氧气瓶铸造的青藏线。

可列车内外温度相差二三十度,而且是高原高寒冻土,列车是如何在地面上正常运行的呢?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?

青藏铁路两旁为什么要插满金属棒(什么是热棒)(1)

由于青藏高原恶劣的自然环境,不仅有缺氧的风险,并且有极大概率会出现融沉和冻胀的高原冻土。一次次的融沉和冻胀,会导致路面的变形破裂甚至是塌陷,成为了青藏铁路上最大的“拦路虎”。如果是自驾游的话,驱车行驶在青藏公路上,还会感到车子的颠簸和翻腾。

为了克服这一问题,工程队于是就在青藏铁路两旁,将价值20万的热棒,插进了地基下5米深的地方,热棒的数量也达到了15000根。不仅确保了铁路的安全,更是给铁路增添了一番庄重的气息。

那这些热棒究竟是如何工作的呢?

青藏铁路两旁为什么要插满金属棒(什么是热棒)(2)

首先来了解一下到底什么是热棒。热棒是一种高效导热装置,专为解决冻土问题而开发的装备。它全身是由碳素制无缝钢管打造的,虽然在地面上露出的长度有两米,但是加上地下的五米,共有七米之长。热棒可以分为上下两部分,上半部分称之为“散热段”,装有散热片。下半部分称之为“吸热段”,被直接埋入多年冻土中。热棒是密闭的空心结构,内部装着沸点极低的液氨。

那么它的工作原理是什么呢?

青藏铁路两旁为什么要插满金属棒(什么是热棒)(3)

热棒内部的液氨熔点很低,一旦遇到较高温度会产生气化升华反应,将下半部分产生的热量传递到上半部分。当上半部分接收到热量时,外界冷空气会将其冷却,因此液氨冷却回凝,重新开始下半部分的吸热工作。实际上这是一种通过循环吸热和散热,来让冻土能够保持一个稳定的状态的工作模式。

有人可能会担心,在炎热的夏季,热棒也会持续工作吗?

青藏铁路两旁为什么要插满金属棒(什么是热棒)(4)

由于热棒单向传热的特点,所以在夏季,大气中的热量就不会通过热棒传到冻土中了,这样热棒就相当于一个单纯的“天然制冷机”。青藏高原大规模使用热棒后,青藏铁路沿线的多年冻土,就一直保持着一个良好的冻结状态。这些热棒也正如两支禁卫军队伍一样,为青藏铁路保驾护航。

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