沙土/石墨回填土中內(nèi)置扭帶地埋管換熱性能實驗研究
發(fā)布時間:2022-10-04 11:35
淺層地?zé)崮軐稍偕茉丛诮ㄖ膽?yīng)用中具有舉足輕重的地位,其中,土壤源熱泵技術(shù)則是供暖和空調(diào)系統(tǒng)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一,本文基于沙土/石墨作為回填材料,針對U型內(nèi)置扭帶地埋管和光滑管中流體的流動換熱特性進(jìn)行實驗研究,分析入口溫度、雷諾數(shù)、回填材料種類以及扭帶插入方式等對地埋管中水的流動換熱性能的影響情況,并且通過實驗方法揭示石墨添加物對沙土熱物性以及熱濕遷移特性的影響規(guī)律。對沙土熱物性的實驗研究表明,沙土/石墨的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容均隨含濕量的增加而增加,導(dǎo)溫系數(shù)均隨含濕量的提高呈先增大而后減小的趨勢。在沙土中添加5%的石墨后,沙土導(dǎo)熱系數(shù)的平均值增加42.58%,導(dǎo)溫系數(shù)的平均值增加46.03%,表明石墨可以改善沙土的導(dǎo)熱性能。分別獲得各樣品導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容和導(dǎo)溫系數(shù)隨含濕量變化的數(shù)理關(guān)系。對沙土熱濕遷移特性的實驗研究表明,各沙土樣品中的最終溫度、溫度傳播范圍均隨著熱源溫度、初始含濕量的增加而增加。在沙土中加入5%石墨以后,試樣整體平均溫度提高2.88%,溫度傳播的范圍增加20%左右。在沙土/5%石墨中另外添加0.3%的聚丙烯酰胺(PAM)后,試樣的平均含濕量提高1.04%。并且,由于PAM的...
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
物理量符號表
1 引言
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 地源熱泵系統(tǒng)介紹
1.2.2 沙土熱物性及熱濕遷移研究現(xiàn)狀
1.2.3 地埋管換熱研究現(xiàn)狀
1.3 研究現(xiàn)狀小結(jié)
1.4 本文研究內(nèi)容
2 實驗方案及理論計算方法
2.1 熱物性測量
2.1.1 實驗原理及實驗系統(tǒng)
2.1.2 實驗方案設(shè)計及方法
2.1.3 重復(fù)性實驗及不確定度分析
2.2 熱濕遷移特性
2.2.1 實驗系統(tǒng)及工況
2.2.2 傳熱傳濕性能評價因子
2.2.3 重復(fù)性實驗及不確定度分析
2.3 地埋管流動換熱特性
2.3.1 地埋管實驗系統(tǒng)
2.3.2 實驗方案及方法
2.3.3 理論計算方法
2.3.4 重復(fù)性實驗
2.3.5 不確定度分析
2.4 本章小結(jié)
3 沙土熱物性及熱濕遷移特性影響因素的分析
3.1 熱物性
3.1.1 導(dǎo)熱系數(shù)
3.1.2 比熱容
3.1.3 導(dǎo)溫系數(shù)
3.2 熱濕遷移特性
3.2.1 熱擴(kuò)散特性
3.2.2 濕分遷移特性
3.2.3 PAM保水特性分析
3.3 本章小結(jié)
4 內(nèi)置扭帶地埋管與光滑管換熱性能對比分析
4.1 土壤溫度
4.2 管壁溫度
4.3 流體進(jìn)出口溫差
4.4 換熱特性分析
4.5 傳熱準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式
4.6 本章小結(jié)
5 地埋管綜合性能影響因素評價
5.1 地埋管流體流動特性
5.1.1 流體進(jìn)出口壓降
5.1.2 摩阻系數(shù)
5.2 強(qiáng)化傳熱因子
5.3 扭帶插入方式對系統(tǒng)綜合性能的影響
5.4 回填材料的種類對系統(tǒng)換熱的影響
5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及參與科研項目
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]光管擾流子與翅片管擾流子空氣預(yù)熱器的經(jīng)濟(jì)性分析[J]. 龍運國,顏祥富. 石油化工設(shè)備技術(shù). 2012(03)
[2]土壤高溫儲熱過程中的溫/濕度峰值現(xiàn)象[J]. 王華軍,齊承英,杜紅普,黃斌. 太陽能學(xué)報. 2011(04)
[3]Characteristics of thermally-enhanced bentonite grouts for geothermal heat exchanger in South Korea[J]. Chulho LEE,Kangja LEE,Hangseok CHOI,Hyo-Pum CHOI. Science China(Technological Sciences). 2010(01)
[4]超強(qiáng)吸水樹脂與源土混合作為地源熱泵供熱系統(tǒng)回填材料的實驗研究[J]. 王向巖,馬偉斌,黃遠(yuǎn)峰,龔宇烈,廉永旺. 太陽能學(xué)報. 2007(01)
[5]利用探針法測定土壤的導(dǎo)熱系數(shù)[J]. 孟凡鳳,李香龍,吳曉輝,徐燕飛,柴進(jìn)愛,李彥明. 絕緣材料. 2006(06)
[6]直埋閉式地源熱泵回填土性能研究[J]. 莊迎春,孫友宏,謝康和. 太陽能學(xué)報. 2004(02)
[7]Efficiency of Vertical Geothermal Heat Exchangers in the Ground Source Heat Pump System[J]. Heyi Zeng Nairen Diao Zhaohong FangThe Ground Source Heat Pump Research Center, Shandong Institute of Architecture and Engineering, Jinan 250014, China. Journal of Thermal Science. 2003(01)
[8]絕熱保溫材料熱物性的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法測試[J]. 沈雅鈞,金劍雄,沈曉群,楊永華. 浙江海洋學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2001(01)
[9]準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法導(dǎo)熱系數(shù)和比熱的測試[J]. 胡連方,孫芝芳. 深冷技術(shù). 1982(04)
博士論文
[1]辦公建筑中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運行優(yōu)化研究[D]. 吳偉偉.重慶大學(xué) 2016
[2]土壤源熱泵垂直地埋管換熱器傳熱特性研究[D]. 於仲義.華中科技大學(xué) 2008
[3]土壤熱濕傳遞與土壤源熱泵的理論與實驗研究[D]. 張玲.浙江大學(xué) 2007
碩士論文
[1]土壤源熱泵垂直埋管換熱器的換熱性能研究[D]. 馬鳳鳳.長安大學(xué) 2016
[2]豎埋管地?zé)釗Q熱器分區(qū)運行對地源熱泵系統(tǒng)長期運行的影響[D]. 趙金寶.山東建筑大學(xué) 2016
[3]不同埋管形式的地理管換熱試驗及數(shù)值模擬研究[D]. 侯儒林.南京大學(xué) 2015
[4]土壤源熱泵垂直地埋管換熱器傳熱特性研究[D]. 朱潔蓮.揚州大學(xué) 2013
[5]哈爾濱地區(qū)巖土熱物性分析及相關(guān)性研究[D]. 方靜濤.吉林大學(xué) 2013
[6]土壤源熱泵U型內(nèi)螺紋管換熱器換熱特性的實驗研究[D]. 劉瑞.西安科技大學(xué) 2012
[7]土壤源熱泵系統(tǒng)中豎直U型埋管換熱器強(qiáng)化傳熱研究[D]. 潘彥凱.鄭州大學(xué) 2012
[8]熱濕傳遞綜合作用下地源熱泵運行特性分析[D]. 杜梅霞.河北工程大學(xué) 2011
[9]土壤源熱泵系統(tǒng)地理管換熱器優(yōu)化設(shè)計[D]. 張蓉.長安大學(xué) 2009
[10]污水源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計研究及污水換熱器性能的改進(jìn)[D]. 閆桂蘭.北京工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:3684954
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
物理量符號表
1 引言
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 地源熱泵系統(tǒng)介紹
1.2.2 沙土熱物性及熱濕遷移研究現(xiàn)狀
1.2.3 地埋管換熱研究現(xiàn)狀
1.3 研究現(xiàn)狀小結(jié)
1.4 本文研究內(nèi)容
2 實驗方案及理論計算方法
2.1 熱物性測量
2.1.1 實驗原理及實驗系統(tǒng)
2.1.2 實驗方案設(shè)計及方法
2.1.3 重復(fù)性實驗及不確定度分析
2.2 熱濕遷移特性
2.2.1 實驗系統(tǒng)及工況
2.2.2 傳熱傳濕性能評價因子
2.2.3 重復(fù)性實驗及不確定度分析
2.3 地埋管流動換熱特性
2.3.1 地埋管實驗系統(tǒng)
2.3.2 實驗方案及方法
2.3.3 理論計算方法
2.3.4 重復(fù)性實驗
2.3.5 不確定度分析
2.4 本章小結(jié)
3 沙土熱物性及熱濕遷移特性影響因素的分析
3.1 熱物性
3.1.1 導(dǎo)熱系數(shù)
3.1.2 比熱容
3.1.3 導(dǎo)溫系數(shù)
3.2 熱濕遷移特性
3.2.1 熱擴(kuò)散特性
3.2.2 濕分遷移特性
3.2.3 PAM保水特性分析
3.3 本章小結(jié)
4 內(nèi)置扭帶地埋管與光滑管換熱性能對比分析
4.1 土壤溫度
4.2 管壁溫度
4.3 流體進(jìn)出口溫差
4.4 換熱特性分析
4.5 傳熱準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式
4.6 本章小結(jié)
5 地埋管綜合性能影響因素評價
5.1 地埋管流體流動特性
5.1.1 流體進(jìn)出口壓降
5.1.2 摩阻系數(shù)
5.2 強(qiáng)化傳熱因子
5.3 扭帶插入方式對系統(tǒng)綜合性能的影響
5.4 回填材料的種類對系統(tǒng)換熱的影響
5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及參與科研項目
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]光管擾流子與翅片管擾流子空氣預(yù)熱器的經(jīng)濟(jì)性分析[J]. 龍運國,顏祥富. 石油化工設(shè)備技術(shù). 2012(03)
[2]土壤高溫儲熱過程中的溫/濕度峰值現(xiàn)象[J]. 王華軍,齊承英,杜紅普,黃斌. 太陽能學(xué)報. 2011(04)
[3]Characteristics of thermally-enhanced bentonite grouts for geothermal heat exchanger in South Korea[J]. Chulho LEE,Kangja LEE,Hangseok CHOI,Hyo-Pum CHOI. Science China(Technological Sciences). 2010(01)
[4]超強(qiáng)吸水樹脂與源土混合作為地源熱泵供熱系統(tǒng)回填材料的實驗研究[J]. 王向巖,馬偉斌,黃遠(yuǎn)峰,龔宇烈,廉永旺. 太陽能學(xué)報. 2007(01)
[5]利用探針法測定土壤的導(dǎo)熱系數(shù)[J]. 孟凡鳳,李香龍,吳曉輝,徐燕飛,柴進(jìn)愛,李彥明. 絕緣材料. 2006(06)
[6]直埋閉式地源熱泵回填土性能研究[J]. 莊迎春,孫友宏,謝康和. 太陽能學(xué)報. 2004(02)
[7]Efficiency of Vertical Geothermal Heat Exchangers in the Ground Source Heat Pump System[J]. Heyi Zeng Nairen Diao Zhaohong FangThe Ground Source Heat Pump Research Center, Shandong Institute of Architecture and Engineering, Jinan 250014, China. Journal of Thermal Science. 2003(01)
[8]絕熱保溫材料熱物性的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法測試[J]. 沈雅鈞,金劍雄,沈曉群,楊永華. 浙江海洋學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2001(01)
[9]準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法導(dǎo)熱系數(shù)和比熱的測試[J]. 胡連方,孫芝芳. 深冷技術(shù). 1982(04)
博士論文
[1]辦公建筑中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運行優(yōu)化研究[D]. 吳偉偉.重慶大學(xué) 2016
[2]土壤源熱泵垂直地埋管換熱器傳熱特性研究[D]. 於仲義.華中科技大學(xué) 2008
[3]土壤熱濕傳遞與土壤源熱泵的理論與實驗研究[D]. 張玲.浙江大學(xué) 2007
碩士論文
[1]土壤源熱泵垂直埋管換熱器的換熱性能研究[D]. 馬鳳鳳.長安大學(xué) 2016
[2]豎埋管地?zé)釗Q熱器分區(qū)運行對地源熱泵系統(tǒng)長期運行的影響[D]. 趙金寶.山東建筑大學(xué) 2016
[3]不同埋管形式的地理管換熱試驗及數(shù)值模擬研究[D]. 侯儒林.南京大學(xué) 2015
[4]土壤源熱泵垂直地埋管換熱器傳熱特性研究[D]. 朱潔蓮.揚州大學(xué) 2013
[5]哈爾濱地區(qū)巖土熱物性分析及相關(guān)性研究[D]. 方靜濤.吉林大學(xué) 2013
[6]土壤源熱泵U型內(nèi)螺紋管換熱器換熱特性的實驗研究[D]. 劉瑞.西安科技大學(xué) 2012
[7]土壤源熱泵系統(tǒng)中豎直U型埋管換熱器強(qiáng)化傳熱研究[D]. 潘彥凱.鄭州大學(xué) 2012
[8]熱濕傳遞綜合作用下地源熱泵運行特性分析[D]. 杜梅霞.河北工程大學(xué) 2011
[9]土壤源熱泵系統(tǒng)地理管換熱器優(yōu)化設(shè)計[D]. 張蓉.長安大學(xué) 2009
[10]污水源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計研究及污水換熱器性能的改進(jìn)[D]. 閆桂蘭.北京工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:3684954
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