發(fā)布時(shí)間：2018-05-21 13:37

  本文選題：熱示蹤 + 層狀介質(zhì)��； 參考：《水利學(xué)報(bào)》2017年11期

【摘要】：多孔介質(zhì)的水熱運(yùn)移參數(shù)是影響介質(zhì)中水熱運(yùn)動(dòng)過程的主要因素。本文基于熱示蹤方法,開展了穩(wěn)定流場條件下飽和層狀石英砂的熱示蹤實(shí)驗(yàn),分別采用熱電偶與熱成像兩種方法測定了砂箱內(nèi)部和表面的溫度,同時(shí)結(jié)合HYDRUS模型的反問題算法對層狀石英砂的水熱運(yùn)移參數(shù)進(jìn)行了反演。研究結(jié)果表明:當(dāng)介質(zhì)中存在細(xì)粒夾層時(shí),熱成像圖像能反映非均勻流場中熱流峰面在分層界面處出現(xiàn)的"收束"現(xiàn)象;層狀介質(zhì)中的細(xì)顆粒夾層可導(dǎo)致熱流鋒面沿水流方向遷移速率下降、熱量沿垂直于水流方向運(yùn)移范圍加大、溫度分布更均勻。同時(shí)對于熱源持續(xù)輸入的系統(tǒng),熱成像溫度在前期能較好的反映層狀介質(zhì)對水流運(yùn)動(dòng)的影響。將熱示蹤與HYDRUS模型相結(jié)合可較好地用于反演介質(zhì)水熱運(yùn)移參數(shù),反演所得的飽和導(dǎo)水率估值隨粒徑的減小顯著降低,縱向熱彌散度隨粒徑的減小而增大,而橫向熱彌散度變化趨勢與之相反;縱橫彌散比變化范圍在10~120之間,且縱橫彌散比隨粒徑減小而逐漸增大。對細(xì)砂飽和導(dǎo)水率的估計(jì)不足及熱量損失是造成水流通量估計(jì)誤差的主要原因,在模擬模型中增加細(xì)砂層測點(diǎn)數(shù)量可顯著降低水流通量的估計(jì)誤差。本研究可為非均質(zhì)介質(zhì)中水熱遷移過程模擬與參數(shù)反演提供相應(yīng)的方法。
[Abstract]:The hydrothermal transport parameters of porous media are the main factors affecting the hydrothermal movement. Based on the thermal tracer method, the thermal tracer experiments of saturated layered quartz sand under steady flow field are carried out. The internal and surface temperatures of the sand box are measured by thermocouple and thermal imaging, respectively. At the same time, the hydrothermal migration parameters of layered quartz sand are inversed with the inverse problem algorithm of HYDRUS model. The results show that the thermal imaging images can reflect the "bunching" phenomenon of the thermal flow peak at the stratified interface when there is a fine interlayer in the medium. The fine grain intercalation in layered media can lead to the decrease of heat flux front along the direction of water flow, the increase of heat migration range perpendicular to the direction of water flow, and the more uniform distribution of temperature. At the same time, the thermal imaging temperature can reflect the influence of stratified media on the water flow in the early stage for the system with continuous heat source input. The combination of thermal tracer and HYDRUS model can be used to invert the hydrothermal transport parameters of the medium. The estimated saturated water conductivity decreases significantly with the decrease of the particle size, and the longitudinal thermal dispersion increases with the decrease of the particle size. The variation trend of transverse thermal dispersion is opposite, and the range of longitudinal and transverse dispersion ratio is between 10 and 120, and the ratio increases gradually with the decrease of particle size. The insufficient estimation of saturated water conductivity of fine sand and the loss of heat are the main reasons for the error of water flux estimation. Increasing the number of measuring points in fine sand layer can significantly reduce the estimation error of water flux in the simulation model. This study can provide a method for simulation and parameter inversion of hydrothermal migration in heterogeneous media.
【作者單位】： 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院;中國-以色列國際農(nóng)業(yè)研究培訓(xùn)中心;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51379209,51639009)
【分類號】：P641

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本文編號：1919410