地源熱泵是在能源危機(jī)、環(huán)境污染、生態(tài)破壞背景下應(yīng)勢(shì)而生的一種淺層地?zé)崮艿膽?yīng)用形式,它具有節(jié)能、環(huán)保的特性,是我國(guó)“十三五規(guī)劃”中重點(diǎn)支持、發(fā)展的可再生能源應(yīng)用形式之一。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外地源熱泵研究的現(xiàn)狀的查閱,豎直埋管形式的地源熱泵系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用比較廣泛,豎直埋管換熱器與土壤導(dǎo)熱是地源熱泵系統(tǒng)研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)。土壤是典型的多孔介質(zhì),其傳熱傳質(zhì)是一個(gè)比較復(fù)雜的過程,而實(shí)際工程中土壤的一些物性參數(shù)又難以得到,土壤物性參數(shù)對(duì)豎直埋管換熱器的換熱會(huì)有一定的影響,因此限制了豎直埋換熱器與土壤換熱的深入研究。本文首先通過設(shè)計(jì)并搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái),篩選三種不同粒徑的土壤及改變土壤含水率的方法改變土壤孔隙率,來研究改變土壤粒徑及改變土壤含水率而改變的土壤孔隙率對(duì)豎直埋管換熱器換熱的影響;然后以實(shí)驗(yàn)臺(tái)參數(shù)建立物理模型,以試驗(yàn)測(cè)得的土壤參數(shù)為邊界條件,用Fluent軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬對(duì)比,建立數(shù)值模擬模型;最后以建立的模型為基礎(chǔ),進(jìn)行不同土壤孔隙率對(duì)豎直埋管換熱器換熱影響的模擬研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:（1）將土壤粒徑從小到大編號(hào),土壤粒徑介于0.25~0.5 mm之間為土壤1、土壤粒徑介于0.25~0.5 mm之間為土壤2... 

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 土壤源熱泵簡(jiǎn)介
        1.2.1 系統(tǒng)組成及工作原理
        1.2.2 地源熱泵的優(yōu)勢(shì)
    1.3 豎直埋管與土壤換熱國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 土壤孔隙率對(duì)豎直埋管換熱影響研究的必要性
    1.5 本文的研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 問題的提出
        1.5.2 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 豎直埋管換熱器與土壤換熱理論基礎(chǔ)
    2.1 豎直埋管換熱器與土壤的傳熱過程
    2.2 土壤的基本特性參數(shù)
    2.3 豎直埋管換熱器的傳熱模型
        2.3.1 線熱源理論
        2.3.2 柱熱源理論
        2.3.3 豎直埋管換熱器管內(nèi)流動(dòng)模型
    2.4 本章小結(jié)
3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)搭建及調(diào)試
    3.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的搭建
    3.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成部分
        3.2.1 能量供給系統(tǒng)
        3.2.2 儲(chǔ)熱系統(tǒng)
        3.2.3 滲水系統(tǒng)
        3.2.4 數(shù)據(jù)測(cè)量及采集系統(tǒng)
    3.3 溫濕度傳感器的布置
    3.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的標(biāo)定
        3.4.1 溫度傳感器標(biāo)定
        3.4.2 濕度傳感器標(biāo)定
        3.4.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行
    3.5 本章小結(jié)
4 不同土壤孔隙率下豎直埋管換熱的實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)步驟
    4.2 實(shí)驗(yàn)過程
        4.2.1 土壤初溫測(cè)試
        4.2.2 土壤孔隙率測(cè)試
        4.2.3 土壤平均導(dǎo)熱系數(shù)
        4.2.4 土壤換熱量
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        4.3.1 改變土壤粒徑而改變的土壤孔隙率實(shí)驗(yàn)分析
        4.3.2 改變土壤含水率而改變的土壤孔隙率實(shí)驗(yàn)分析
    4.4 本章小結(jié)
5 不同土壤孔隙率下豎直埋管換熱的模擬研究
    5.1 豎直埋管換熱器傳熱過程簡(jiǎn)化
    5.2 幾何模型的建立
    5.3 網(wǎng)格劃分
    5.4 邊界條件的設(shè)定
    5.5 豎直埋管換熱器的數(shù)學(xué)模型
        5.5.1 連續(xù)方程
        5.5.2 動(dòng)量方程
        5.5.3 能量方程
    5.6 模擬及分析
        5.6.1 模擬與實(shí)驗(yàn)對(duì)比
        5.6.2 土壤孔隙率對(duì)豎直埋管換熱器換熱影響的模擬
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中政府、新能源產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)的演化博弈分析[J]. 趙昕,朱連磊,丁黎黎.  武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版). 2018(01)
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碩士論文
[1]豎直U型地埋管傳熱性能影響因素分析與應(yīng)用[D]. 胡雙雙.安徽理工大學(xué) 2018
[2]滲流條件下豎直U型埋管傳熱過程的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李璐.太原理工大學(xué) 2017
[3]基于土壤源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行的含濕巖土傳熱特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 袁琛.大連理工大學(xué) 2017
[4]合肥地區(qū)地埋管換熱器周圍土壤溫度場(chǎng)試驗(yàn)分析與模擬[D]. 胡正玲.安徽建筑大學(xué) 2017
[5]基于小型實(shí)驗(yàn)裝置的地源熱泵巖土熱物性研究[D]. 孫心明.華中科技大學(xué) 2015
[6]土壤源熱泵豎直地埋管若干傳熱問題研究[D]. 魯芬豹.武漢科技大學(xué) 2016
[7]土壤熱濕遷移條件下地下埋管換熱特性的模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 藺新星.北京建筑大學(xué) 2014
[8]不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)地埋管換熱器的影響研究[D]. 徐美智.重慶大學(xué) 2014
[9]基于相似原理的地源熱泵地埋管實(shí)驗(yàn)裝置研究[D]. 姚翔宇.華中科技大學(xué) 2012
[10]熱滲耦合作用下地埋管傳熱的模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 毛炳文.南京師范大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3675213