隨著社會的高速發(fā)展,對能源的需求與日俱增,傳統(tǒng)的化石能源面臨消耗殆盡的局面,因此,可再生能源的發(fā)展受到世界各國的重視。太陽能作為廣泛存在的可再生清潔能源,對其實(shí)現(xiàn)高效收集和儲存具有重要的生態(tài)環(huán)保意義,然而,目前太陽能熱利用技術(shù)卻存在成本高、功率小、轉(zhuǎn)化的效率低等問題。鑒于此,本課題以實(shí)現(xiàn)低成本高效的太陽能與淺層地?zé)崮荞詈系睦梅绞綖槟繕?biāo),對地表管道集熱和跨季節(jié)地下儲熱進(jìn)行了研究,以期為清潔能源的發(fā)展提供技術(shù)支持。本文設(shè)計(jì)了淺層地溫監(jiān)測試驗(yàn)以及地表管道高效集熱試驗(yàn),探究了淺層地溫以及管內(nèi)水溫的變化規(guī)律,對地表管道高效集熱試驗(yàn)的影響因素（如太陽輻射強(qiáng)度、管道材質(zhì)、管道空間位置、以及聚熱墻等）展開分析討論,并利用多元線性回歸模型對管內(nèi)水溫進(jìn)行溫度預(yù)測。研究結(jié)果表明:地表附近（-0.01m）的土壤溫度變化與當(dāng)天太陽輻照強(qiáng)度的變化趨勢基本一致;在白色塑料膜的覆蓋下黑色PE管（G8）外皮與聚熱墻和地面的距離分別為100mm和40mm時(shí),管內(nèi)水體獲得了本次試驗(yàn)的最高熱量;水溫預(yù)測模型結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)變化趨勢一致,誤差較小;本文還利用Ansys Fluent軟件根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)對管內(nèi)水體、聚熱墻體等的溫度場... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 引言
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 管道集熱的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 太陽能蓄熱的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容與方法
    1.4 課題研究技術(shù)路線圖
2 太陽輻射作用下管道集熱試驗(yàn)理論基礎(chǔ)
    2.1 太陽輻射理論
        2.1.1 太陽輻射基本特性
        2.1.2 太陽天文參數(shù)
        2.1.3 太陽輻射強(qiáng)度的計(jì)算
    2.2 非均勻溫度場理論
        2.2.1 溫度場定義
        2.2.2 非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)
        2.2.3 對流傳熱
        2.2.4 輻射換熱
    2.3 本章小結(jié)
3 淺層地溫監(jiān)測與地表管道集熱試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>    3.2 試驗(yàn)區(qū)地理環(huán)境
    3.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        3.3.1 淺層地溫監(jiān)測設(shè)計(jì)
        3.3.2 地表管道傳熱試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果分析
        3.4.1 淺層地溫監(jiān)測分析
        3.4.2 地表管道傳熱分析
    3.5 地表管道水溫預(yù)測模型
        3.5.1 建立多元線性回歸模型
        3.5.2 預(yù)測模型驗(yàn)證分析
    3.6 本章小結(jié)
4 基于Fluent的地表管道溫度場數(shù)值模擬
    4.1 理論基礎(chǔ)
        4.1.1 ANSYS FLUENT軟件
        4.1.2 模型的簡化及假設(shè)
        4.1.3 計(jì)算模型
    4.2 數(shù)值模擬過程
        4.2.1 考慮管道材質(zhì)的數(shù)值模擬
        4.2.2 考慮管道距離地面高度的數(shù)值模擬
        4.2.3 考慮聚熱墻作用的數(shù)值模擬
        4.2.4 考慮覆蓋作用的數(shù)值模擬
    4.3 計(jì)算結(jié)果
        4.3.1 管道材質(zhì)的模擬結(jié)果
        4.3.2 管道距離地面高度的模擬結(jié)果
        4.3.3 聚熱墻作用的模擬結(jié)果
        4.3.4 覆蓋作用的模擬結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
5 跨季節(jié)地下水池儲熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.1 吐魯番地區(qū)概況與農(nóng)村住宅特征
        5.1.1 吐魯番地區(qū)概況
        5.1.2 吐魯番地區(qū)農(nóng)村住宅特征
        5.1.3 吐魯番地區(qū)地下水池儲熱系統(tǒng)的研究意義
    5.2 典型農(nóng)村住宅概況及采暖負(fù)荷
        5.2.1 建筑概況
        5.2.2 DeST-H模擬
        5.2.3 建筑采暖負(fù)荷分析
    5.3 地下水池儲熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        5.3.1 儲熱水池容積及幾何尺寸的確定
        5.3.2 儲熱水池保溫材料及厚度的確定
        5.3.3 儲熱水池埋深的確定
        5.3.4 蓄熱及供暖管道進(jìn)出口位置以及流速的確定
    5.4 本章小結(jié)
6 基于Fluent的地下水池儲熱系統(tǒng)模擬研究
    6.1 地下水池儲熱模型建立
        6.1.1 物理模型的建立
        6.1.2 數(shù)學(xué)模型的建立
        6.1.3 初始條件
        6.1.4 邊界條件
    6.2 FLUENT求解參數(shù)設(shè)置
        6.2.1 材料參數(shù)設(shè)置
        6.2.2 求解參數(shù)設(shè)置
    6.3 不同工況的數(shù)值模擬結(jié)果
        6.3.1 非供暖期儲熱工況的模擬結(jié)果分析
        6.3.2 停機(jī)期工況的模擬結(jié)果分析
        6.3.3 供暖期供暖工況的模擬結(jié)果分析
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]蘭州太陽能集熱器最佳傾角的計(jì)算與分析[J]. 趙靜,王克振,韓喜蓮.  建筑節(jié)能. 2019(01)
[5]太陽能蓄熱水池傳熱特性模擬研究[J]. 徐博榮,劉衛(wèi),李博峰.  暖通空調(diào). 2018(12)
[6]太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 奎明瑋,柴向春.  中國新通信. 2018(20)
[7]地?zé)豳Y源及其開發(fā)利用[J]. 梁圣建,馮斌,顏廷忠.  環(huán)境與發(fā)展. 2018(08)
[8]雙層中空玻璃蓋板太陽能平板集熱器集熱性能實(shí)驗(yàn)測試研究[J]. 劉思宇,趙耀,代彥軍.  可再生能源. 2018(08)
[9]中國地?zé)豳Y源潛力評價(jià)[J]. 王貴玲,張薇,梁繼運(yùn),藺文靜,劉志明,王婉麗.  地球?qū)W報(bào). 2017(04)
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碩士論文
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[2]季節(jié)性水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)研究[D]. 呂漣漪.大連理工大學(xué) 2018
[3]太陽能跨季節(jié)儲存地下水箱蓄熱特性的模擬研究[D]. 李霞.重慶大學(xué) 2017
[4]太陽能與地?zé)崮荞詈习l(fā)電系統(tǒng)能源匹配與優(yōu)化分析[D]. 李君.天津大學(xué) 2017
[5]跨季節(jié)水池儲熱太陽能供暖系統(tǒng)能效研究[D]. 李亞麗.大連理工大學(xué) 2015
[6]輻射—熱—流耦合作用下鋼構(gòu)件及單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)溫度場分析與試驗(yàn)研究[D]. 肖驍.天津大學(xué) 2014
[7]太陽輻射作用下大跨結(jié)構(gòu)非均勻溫度效應(yīng)研究[D]. 陳濱濱.天津大學(xué) 2014
[8]太陽能供暖室內(nèi)地下儲熱系統(tǒng)的散熱規(guī)律研究[D]. 宋檢.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2014
[9]太陽輻射光譜的測量與應(yīng)用研究[D]. 王亞吉.南京信息工程大學(xué) 2011



本文編號：3199209