發(fā)布時(shí)間：2017-03-17 13:04

  本文關(guān)鍵詞：滲流對(duì)地埋管換熱器換熱性能的影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,能源與環(huán)境問題日益嚴(yán)重,節(jié)約能源并尋找新能源成為當(dāng)今世界的迫切需要,我國(guó)“十三五”規(guī)劃明確提出:提高能源開發(fā)利用效率,大力推進(jìn)多種新能源快速平衡發(fā)展。土壤源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是新能源地源熱泵系統(tǒng)的一種形式,因其良好的環(huán)保與節(jié)能效果脫穎而出,地埋管換熱器作為土壤源熱泵系統(tǒng)的地下?lián)Q熱部分,其換熱效率與地下水滲流密切相關(guān)。因此,滲流對(duì)地埋管換熱性能影響成為地源熱泵技術(shù)研究的重點(diǎn)之一。本文在分析地埋管換熱器傳熱過程和影響因素的基礎(chǔ)上,搭建了砂箱實(shí)驗(yàn)臺(tái)(0.5m×0.5m×1m),研究了無滲流條件下不同熱負(fù)荷、有滲流條件下不同滲流速度的中砂溫度場(chǎng)變化規(guī)律。結(jié)果表明,(1)無滲流時(shí)溫度隨著熱負(fù)荷的增大而增加,溫度變化量的比值約等于對(duì)應(yīng)的熱負(fù)荷的比值,比值分別為1.5、1.33、1.25、1.2。(2)有滲流時(shí)加熱階段隨著滲流速度的增大,熱源上游溫度下降,下游溫度升高,在下游區(qū)域有熱堆積現(xiàn)象,熱堆積區(qū)域向下游偏移,偏移距離隨著滲流速度的增加而增大�；贑OMSOL Multiphysics軟件構(gòu)建了熱滲耦合傳熱模型,模擬了系統(tǒng)運(yùn)行12h后有無滲流條件下礫砂、粗砂、細(xì)砂、粉砂的溫度場(chǎng),4種砂土的溫度變化規(guī)律為:(1)無滲流時(shí)礫砂、粗砂、細(xì)砂、粉砂的熱影響區(qū)域依次減小,溫度場(chǎng)關(guān)于熱源呈中心對(duì)稱分布,溫度梯度由內(nèi)向外遞減。(2)有滲流時(shí)當(dāng)滲流速度由7.5×10-7m/s增加到7.5×10-6m/s,礫砂與粗砂的熱影響區(qū)域從0.35m增加到0.65m;細(xì)砂與粉砂的熱影響區(qū)域由0.37m增加到0.67m,溫度場(chǎng)沿著滲流方向發(fā)生偏移,埋管上游熱影響區(qū)域減小,埋管下游熱影響區(qū)域增大。(3)隨著滲流速度的增加,土壤溫度場(chǎng)向下游偏移的距離增大,土壤的熱擴(kuò)散能力增強(qiáng),滲流有助于地埋管換熱器換熱。(4)有無滲流條件下礫砂的換熱能力最強(qiáng),粉砂的換熱能力最弱,實(shí)際工程中宜選擇礫砂作為回填材料。
【關(guān)鍵詞】：地埋管換熱器 換熱性能 滲流 實(shí)驗(yàn)臺(tái) 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU83
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀10
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 主要內(nèi)容12-13
• 第二章 滲流對(duì)地埋管換熱影響的實(shí)驗(yàn)研究13-38
• 2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>13
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置13-19
• 2.2.1 砂箱裝置14-15
• 2.2.2 加熱裝置15-16
• 2.2.3 數(shù)據(jù)采集裝置16-17
• 2.2.4 溫度和流速控制裝置17-19
• 2.3 實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備19-24
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)砂樣分析19-22
• 2.3.2 滲流速度設(shè)計(jì)22
• 2.3.3 溫度傳感器分布設(shè)計(jì)22-23
• 2.3.4 砂箱裝填23-24
• 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析24-37
• 2.4.1 無滲流中砂換熱分析24-25
• 2.4.2 有滲流中砂換熱分析25-33
• 2.4.3 有無滲流中砂換熱的對(duì)比分析33-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第三章 地埋管換熱系統(tǒng)模型構(gòu)建及驗(yàn)證38-50
• 3.1 多孔介質(zhì)中流動(dòng)與傳熱控制方程38-42
• 3.1.1 連續(xù)方程38-39
• 3.1.2 運(yùn)動(dòng)方程39-40
• 3.1.3 能量方程40-42
• 3.2 地埋管換熱物理模型42-44
• 3.2.1 傳熱模型構(gòu)建42
• 3.2.2 邊界條件與初始條件確定42-43
• 3.2.3 模型網(wǎng)格剖分43-44
• 3.3 模型驗(yàn)證44-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 滲流對(duì)地埋管換熱影響的模擬研究50-60
• 4.1 模擬砂土基礎(chǔ)參數(shù)50
• 4.2 無滲流換熱模擬分析50-52
• 4.3 有滲流換熱模擬分析52-58
• 4.3.1 不同滲流速度對(duì)換熱影響分析52-58
• 4.3.2 不同砂土對(duì)換熱影響分析58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第五章 結(jié)論與展望60-62
• 5.1 結(jié)論60-61
• 5.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 致謝66-67
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄67

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