【摘要】： 地源熱泵系統(tǒng)由于其高效、節(jié)能、環(huán)保的特性,近年來(lái)日益得到人們廣泛的重視,而應(yīng)用和推廣地源熱泵的關(guān)鍵技術(shù)之一是解決地埋管與土壤之間的傳熱問(wèn)題,因此完善地下?lián)Q熱埋管的傳熱模型,使其能夠更好的模擬地下?lián)Q熱埋管的真實(shí)傳熱過(guò)程具有重要的意義。本文主要結(jié)合煙臺(tái)煙大鐵路輪渡地源熱泵科研項(xiàng)目,用GAMBIT軟件建立數(shù)學(xué)模型,用FLUENT軟件進(jìn)行三維傳熱和流動(dòng)計(jì)算。本文所建的數(shù)學(xué)模型中,U型管的幾何尺寸、管內(nèi)流動(dòng)、傳熱狀況與實(shí)際幾何、物理?xiàng)l件完全相符,這與以前研究者將U型管兩管腿等效為柱熱源的數(shù)學(xué)模型相比,在幾何和物理?xiàng)l件上都有所改進(jìn)。 本文研究的目的和意義是輔助熱泵的工程設(shè)計(jì),因此本文的研究重點(diǎn)是地埋U型管周?chē)寥罍囟葓?chǎng)、傳熱量和其他一些影響換熱的因素的研究。首先本文模擬了地源熱泵連續(xù)運(yùn)行3個(gè)月的U型管與土壤傳熱的工況,得到了U型管的周?chē)S方向上溫度分布特點(diǎn),獲得了熱泵連續(xù)運(yùn)行92天U型管熱流量和熱作用半徑隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)和趨勢(shì),并模擬了地源熱泵三天的間歇運(yùn)行工況,得出了熱流量和土壤溫度隨時(shí)間波動(dòng)的變化規(guī)律。 其次,本文通過(guò)對(duì)不同的進(jìn)口流速、進(jìn)口溫度、埋管深度、U型管內(nèi)徑和管材、回填材料、豎井直徑和管腿中心距時(shí)的熱流量計(jì)算,得到了大量的有助于地源熱泵工程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)和規(guī)律,并提出了一些工程上的建議。比如:熱流量隨流速的增加而增大,熱流量對(duì)流速的變化率隨流速的不斷增大而逐漸減小,考慮到流動(dòng)的壓力損失隨流速增加而大幅度增大,建議冬季管內(nèi)流速為0.4-0.6m/s等。
【圖文】：

Deq— U 型管等效為單管的直徑，m;B—U 型管兩管腿中心距離，m;D—U 型管單支管腿的外徑;m即等效管徑與 U 型管外徑和 U 型管兩管腿中心距離有關(guān)。等效方法研究地埋 U 型管與土壤傳熱的最常用方法，，圖 1-1 是該方法的示意

建立模型的一半就可以了�？咨疃葹� 65m，土壤半徑取 2m，U 型管是外徑 32mm烯管，U 型管兩管腿中心距為 100mm，鉆孔直徑為 20型幾何形狀透視示意圖，為了便于觀看，圖 2-4 縮小
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：TK523

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