伴隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展日益猛進(jìn),人們對(duì)能源的要求越來越高,不僅僅滿足于溫飽,更追求節(jié)能環(huán)保。因此,就目前而言,新能源的開發(fā)利用越來越重要,而地?zé)崮茏鳛榍鍧崱h(huán)保、無污染的新型能源已經(jīng)逐步進(jìn)入人們的視野。在嚴(yán)寒地區(qū),將中深層地?zé)崮苓M(jìn)行注采,實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的冬季供暖已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注。為了更加合理高效的注采中深層地?zé)崮?本研究對(duì)影響中深層地埋管換熱器取熱的因素進(jìn)行了深入地模擬計(jì)算分析。主要進(jìn)行的研究工作有:1、對(duì)套管式和U型管式中深層地埋管換熱器分別進(jìn)行傳熱分析和傳熱建模,利用有限差分法對(duì)建立的模型進(jìn)行高效的網(wǎng)格劃分。在進(jìn)行模型計(jì)算的過程中,利用追趕法,此方法不僅僅節(jié)省了大量的計(jì)算時(shí)間,同時(shí)也提高了計(jì)算精度。2、對(duì)影響套管式中深層地埋管換熱器取熱性能的因素進(jìn)行了模擬計(jì)算以及深入的分析。研究結(jié)果表明:淺層回填材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小越好,深層回填材料的導(dǎo)熱系數(shù)越大越好;當(dāng)取熱負(fù)荷為150KW,系統(tǒng)運(yùn)行20年時(shí),溫度波的影響范圍為67.5m。因此,在進(jìn)行套管式中深層地埋管換熱器的設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、取熱負(fù)荷以及系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間這些因素。3、對(duì)影響U型管式中深層地埋管換熱器取熱性能的因素進(jìn)行了模... 

【文章來源】：山東建筑大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

套管式中深層地埋管換熱器設(shè)計(jì)模型

山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文-8-2.4模型假設(shè)根據(jù)上述建立的傳熱模型，本研究對(duì)此做出以下的模擬假設(shè)[34]：（1）套管式中深層地埋管換熱器周圍土層的熱物理性質(zhì)不隨溫度的改變而改變；（2）不受地下水流動(dòng)的影響；（3）大地?zé)崃骱脱h(huán)水流量保持恒定。2.5套管式中深層地埋管換熱器傳熱方程本研究利用有限差分的方法對(duì)上述已建立的套管式中深層地埋管換熱器的設(shè)計(jì)傳熱模型進(jìn)行網(wǎng)格的高效劃分。在此劃分過程中，以套管換熱器的中心軸線為縱坐標(biāo)，徑向方向?yàn)闄M坐標(biāo)，由于徑向方向最遠(yuǎn)邊界節(jié)點(diǎn)處土層不受套管式換熱器溫度波的干擾，因此，在徑向方向節(jié)點(diǎn)最大處設(shè)為等溫邊界條件。在鉆孔底部，忽略滲流的作用，同時(shí)將其也設(shè)定為等溫邊界條件。在軸向方向開始處，即土層與大氣的接觸處，由于土層表面與大氣產(chǎn)生對(duì)流，因此將其設(shè)為對(duì)流邊界條件。具體網(wǎng)格劃分情況如圖2.2所示。圖2.2套管式換熱器周圍高效網(wǎng)格劃分結(jié)果依據(jù)傅立葉定律推導(dǎo)套管式換熱器周圍傳熱方程為：①巖土中的導(dǎo)熱方程為：2211ztrtrrrtas（2.1）式中sa——土層的導(dǎo)溫系數(shù)，m2/s

山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文-11-mH——第m層巖土底部的坐標(biāo)，br——?jiǎng)澐志W(wǎng)格初始半徑，mbndr——?jiǎng)澐志W(wǎng)格的邊界半徑。⑤設(shè)定的邊界條件為：在徑向方向r=rbnd上，設(shè)為第一類邊界條件，為：)()(),(1111mmgjjmjjgagabndHzkqHHkqhqtrt（2.8）bndrrmmHzH10式中mk——第m層土層的巖土熱導(dǎo)率，W/（m·K）在地表的邊界上，設(shè)為第三類邊界條件，為：)(aatthztk（2.9）z0,0bndbrrr2.6套管式中深層地埋管換熱器求解方法依據(jù)上述傳熱方程以及邊界條件，在導(dǎo)熱過程中，邊界節(jié)點(diǎn)的劃分如圖2.3所示。圖2.3邊界節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格劃分

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中深層地埋管換熱器最佳鉆孔間距的模擬研究[J]. 杜甜甜,滿意,姜國(guó)心,李碩,張新雨.  煤氣與熱力. 2019(11)
[2]深層地源熱泵系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究及管井結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 劉俊,蔡皖龍,王灃浩,王志華,韓二帥.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2019(09)
[3]同軸套管式深埋管換熱器換熱性能研究[J]. 王碩,黃可欽,王勝藍(lán),官燕玲.  制冷與空調(diào). 2019(04)
[4]河北省淺層地?zé)崮苜Y源潛力評(píng)價(jià)[J]. 朱喜,張慶蓮,王貴玲,王君珂.  能源與環(huán)保. 2018(10)
[5]中深層套管式地埋管換熱器性能的參數(shù)分析[J]. 王德敬,胡松濤,高志友,方亮,邵珠坤,刁乃仁.  區(qū)域供熱. 2018(03)
[6]我國(guó)地?zé)崮荛_發(fā)利用情況及發(fā)展趨勢(shì)分析[J]. 胡甲國(guó),郭新鋒.  太陽能. 2018(05)
[7]我國(guó)中深層地?zé)崮芄┡F(xiàn)狀及問題研究分析[J]. 張家云.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2017(36)
[8]分層巖土體綜合導(dǎo)熱系數(shù)的加權(quán)平均估算方法[J]. 劉桂儀,李思奇,邵琦,趙軍,程珊珊,李揚(yáng).  可再生能源. 2017(12)
[9]中國(guó)省會(huì)城市淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用條件及潛力評(píng)價(jià)[J]. 王婉麗,王貴玲,朱喜,劉志明.  中國(guó)地質(zhì). 2017(06)
[10]地?zé)豳Y源熱能發(fā)展及提取技術(shù)現(xiàn)狀[J]. 蘇遜卿.  石化技術(shù). 2017(09)

博士論文
[1]地源熱泵系統(tǒng)中深層地埋管換熱器的傳熱分析及其應(yīng)用[D]. 方亮.山東建筑大學(xué) 2018
[2]基于溫度場(chǎng)均勻原則的蓄熱式地埋管換熱器傳熱分析與優(yōu)化[D]. 郭敏.山東建筑大學(xué) 2017
[3]地源熱泵地下套管式埋管換熱器性能研究[D]. 魏唐棣.重慶大學(xué) 2001

碩士論文
[1]寒冷地區(qū)雙U型地埋管換熱器土壤層溫度場(chǎng)數(shù)值模擬研究[D]. 賈俊崇.河北建筑工程學(xué)院 2019
[2]中深層套管式地埋管換熱器與地源側(cè)水系統(tǒng)能效研究[D]. 張兵兵.山東建筑大學(xué) 2019
[3]無干擾地巖熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的優(yōu)化[D]. 呂沛志.西安石油大學(xué) 2019
[4]中深層地?zé)嵊镁峦S換熱器取熱特性研究[D]. 王子勇.河北工程大學(xué) 2019
[5]中深層地?zé)崛嵯到y(tǒng)及傳熱模型研究[D]. 趙陽.河北工程大學(xué) 2019
[6]中深層地?zé)嵩礋岜锰坠苁降芈窆軗Q熱器傳熱特性研究[D]. 李鵬程.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[7]深孔套管式地埋管換熱器傳熱數(shù)值分析及其應(yīng)用[D]. 邵珠坤.山東建筑大學(xué) 2018
[8]嚴(yán)寒地區(qū)套管式地埋管換熱器傳熱特性研究[D]. 姜思航.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[9]同軸深井套管式地埋管換熱器巖土熱物性實(shí)驗(yàn)分析研究[D]. 謝宗標(biāo).安徽建筑大學(xué) 2017
[10]中深層地?zé)崮芴菁?jí)利用系統(tǒng)優(yōu)化研究[D]. 丁永昌.山東建筑大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3581250