夏热冬暖地区小型地源热泵制冷采暖系统实验研究

介绍了作者自主设计的垂直埋管型土壤源热泵系统实验平台,针对夏热冬暖地区,浅层土壤含水量大且渗流速度快等特性,对浅埋土壤换热器的换热性能,不同的流量、埋管长度、埋管形式等对系统的影响,系统的节能效果等进行了研究。研究证明了在夏热冬暖地区,应用小型地源热泵制冷采暖系统,其采暖工况和制冷工况下系统能效比均可达到3.3左右,而机组能效比在采暖工况下可达3.9,在制冷工况下可达3.4。相比于普通空调,其采暖效果非常好,制冷能效也很高。小型地源热泵制冷采暖系统在夏热冬暖地区具有良好的适应性和节能效果。     

土壤源热泵冬季工况启动特性的实验研究

结合对土训源热泵冬季制热工况的实测，研究了土壤源热泵的启动工况。结果表明，土壤源热泵的冬季启动时间比夏季的短，仅为4－5h。实测获得了单位钻孔长的取热率为40－60 W/m，可作为设计参考数据。分析了土壤源热泵冬季制热工况的系统COP值和压缩机COP值，指出要获得好的节能效果，必须优化系统，减少循环泵和风机等的能耗。     

太阳能-土壤复合式地源热泵供暖的实验研究

在所建立的太阳能土壤复合式地源热泵实验台上,进行了单眼埋管井取热土壤源热泵供暖(模拟埋管面积不够的情形)和复合式地源热泵供暖的实验研究.结果表明,热泵机组从单眼埋管井取热时,冷凝器出水温度只有35 ℃左右,并且机组运行一段时间后,蒸发器出现结冰现象,造成了压缩机连续启停的不稳定工况;复合式系统运行时,蒸发压力始终保持在较高的水平,冷凝器出水温度达到43 ℃左右,可以满足风机盘管冬季工况的要求,复合式系统的机组平均制热性能系数为3.7.     

夏季工况空气-土壤源热泵系统能效分析

采用试验方法,针对夏季工况,对空气-土壤源热泵机组分别在单纯空气源热泵运行模式、单纯土壤源热泵运行模式、空气-土壤源热泵运行模式下的制冷性能系数、能效比进行了实测比较。空气-土壤源热泵运行模式下的制冷性能系数、能效比较高,有利于改善土壤热平衡。     

U型垂直埋管式土壤源热泵制冷性能的实验研究

介绍了青岛地区首台Ｕ型垂直埋管式土壤源热泵实验系统，通过对热泵制冷工况的实验研究，得出制冷量与Ｕ型垂直埋管长度间的关系，并回归出热泵的制冷性能系数经验公式。     

地源热泵恒温恒湿空调系统室内设计温度的优化分析

针对上海某档案库房的地源热泵恒温恒湿空调系统,研究了冬夏季节不同室内设计温度对系统运行特性的影响。实验结果表明,冬夏季节的两种不同工况均能满足档案库房室内温湿度的控制要求。理论分析结果表明,夏季工况时,随着室内设计温度的升高,地源热泵恒温恒湿空调机组的COP基本保持不变,约为5.0,但减少了向土壤的排热量;冬季工况时,室内设计温度升高时,地源热泵恒温恒湿空调机组的COP略有升高,并且增加了从土壤中的取热量。综合考虑系统的节能性、稳定性以及档案保存的特殊性,夏季室内设计温度建议为22℃~24℃,冬季室内设计温度建议为23℃~24℃。     

华北某城市污水源热泵系统的最优工况分析

通过大量的实验和对实验数据的系统分析,得到华北某城市污水源热泵系统的变工况运行特性以及污水源热泵蒸发换热器换热系数的变化规律。污水源热泵蒸发换热器换热系数的变化特性是污水源热泵系统热工计算的基础;污水源热泵系统的变工况运行特性是评价污水源热泵系统的重要指标．其中主要包括污水温度和输出负荷对机组运行参数的影响。掌握了污水源热泵系统的变工况运行特性。可以得到污水源热泵蒸发换热器和污水源热泵机组的最优运行工况。     

土壤源热泵夏季供冷模拟模型的建立与验证

本文以变热流条件下的圆柱源理论为基础，并引入“形状因子”的概念，通过地下埋管换热器的出口水温关联热泵机组和埋管换热器的运行特性，建立起耦合地下埋管换热器和热泵机组运行特性的R134a垂直单U型管土壤源热泵系统模拟模型。对土壤源热泵系统夏季供冷时的间歇工况进行模拟和实验验证。结果表明：模拟值与实验值吻合度较高。此模型对土壤源热泵系统的设计以及能量分析具有指导意义。     

土壤含水率及渗流对土壤源热泵影响研究进展

主要介绍了土壤含水率和地下水渗流两个主要水文地质因素,具体分析了两因素在实验和数值模拟方面对土壤源热泵地埋管换热能力的影响,并指出了土壤源热泵在水文地质因素研究方面存在的问题和今后发展的方向,为土壤源热泵运行的稳定性及经济效益的最大化提供保障。     

地源热泵系统运行特性的实验研究

以杭州某地源热泵实际工程为实验平台,结合一套温度测量系统来测定该地区土壤温度年变化规律.测试了冬夏季工况时换热器的进出口水温及地埋管换热器周围的温度分布,分析了地埋管换热器与周围土壤之间的换热状况,确定了该地源热泵系统地埋管换热器的实际换热量.     

轴压圆柱薄壳的屈曲分析

通过对大量的试验数据进行数理统计分析,提出了计算轴心受压圆柱壳屈曲应力的经验公式,该式表明在其他因素相同的情况下,屈曲应力与壳体厚度t1.5成正比,而经典理论则认为屈曲应力与厚度t成正比.通过圆柱壳在自重作用下的屈曲试验和有限元分析,验证了该经验公式的正确性.非线性有限元全过程分析显示,圆柱壳在其荷载位移全过程曲线上存在一个近似水平的后屈曲承载力"平台"(Plateau),与之相应的是在壳壁上形成了一个局部"凹陷"(Dimple),而试验得到的平均屈曲应力约等于平台对应的后屈曲应力.由此发现,试验或经验公式所得到的实际上是圆柱壳的后屈曲应力,而并非其初始屈曲应力.承受局部轴向压力的圆柱壳,在压力作用点附近亦形成一个与后屈曲承载力平台对应的局部凹陷.同上述凹陷一样,这类凹陷需要一个近似常量的压力来维持其不稳定的后屈曲平衡.给出了该作用力的计算公式,且它与t2.5成正比,从而亦间接证明了后屈曲应力或经验公式确定的应力与t1.5成正比的关系.对以往试验现象作出了合理解释,提出的两个计算屈曲应力和局部屈曲荷载的公式具有理论意义和实用价值.     

压型钢板组合楼板承载力的有限元分析

压型钢板组合楼板是 2 0世纪发展起来的一种新型结构形式。它具有显著的优势 ,如轻质、高强 ,施工快捷等 ,将在未来的建筑领域中大有作为。组合楼板的承载力主要取决于钢板 -混凝土界面处的抗剪强度。建立了一个二维有限元模型来研究单向组合板的性能。并将计算结果与试验数据进行对比 ,验证了模型的有效性     

单桩荷载位移的三维有限元分析

桩基础沉降受到很多因素的影响,目前仍是一个复杂而未能很好解决的一个问题。以某大厦工程的试桩作为研究对象,以有限元理论为基本分析方法,建立了三维有限元模型,通过参数的不同取值计算得到单桩荷载位移曲线,并与静载实测曲线进行了比较。     

穿心暗牛腿钢管混凝土柱单梁节点空间非线性有限元分析

钢管混凝土柱与梁的节点构造和受力分析是钢管混凝土柱研究与应用的关键技术。利用“Ansys”有限元分析软件 ,对穿心暗牛腿钢管混凝土柱与现浇钢筋混凝土梁的单梁节点进行了空间非线性有限元分析 ,研究了垂直对称荷载作用下该节点内的应力分布情况和内力传递机理 ,并与试验结果进行了比较 ,结果表明 ,建立的有限元模型较为准确地揭示了结构的实际受力特点。根据分析结果 ,给出了节点构造的改进意见     

裂纹几何特征对压剪复合断裂的影响分析

针对岩石类材料中压剪裂纹的复合断裂问题，理论上一般将其抽象为没有厚度的Griffith线裂纹，这样就会导致翼裂纹初始起裂角与主裂纹方位角及围无关的结论。而己开展的压剪裂纹复合断裂试验表明，翼裂纹起裂角与主裂纹方位角和围压明显相关。首先较系统地讨论原生（或预制）裂纹的几何特征（如厚度、裂纹尖端曲率半径等）及围压对翼裂纹起裂角的影响：然后结合含预制裂纹大理岩压剪试验进行翼裂纹起裂角的理论预测和试验结果的对比分析。该分析为压剪复合断裂试验提供了一个理论分析框架，也为进一步研究具有复杂几何形状的裂隙提供了一定的理论基础。     

不同含水率煤岩受压变形破坏全过程声发射特征试验研究

 以晋城煤业集团赵庄矿3#煤层的无烟煤为研究对象,运用京岛AG–250kN刚性岩石试验机、数字式应变数据采集仪、声发射监测系统和自行研制的煤岩固–气耦合细观力学试验装置,进行不同含水率煤样在常规单轴压缩下的声发射特征试验。结果表明,含水率的不同使煤样的强度和声发射特征产生明显差异,随着含水率的增加,煤样的单轴抗压强度逐渐减小。干燥状态的煤样强度较大,整个破坏过程中的变形较大,弹性变形阶段持续时间较长。在密实阶段,不同含水率的煤样几乎没有出现声发射信号,干燥状态的煤样只出现少量的信号且基本没有变化,干燥状态的煤样声发射平均事件率为不同含水率煤样的4～10倍。进入弹性阶段后,不同含水率的煤样和干燥状态的煤样的声发射事件率均比较稳定,声发射平均事件率相差不大,但干燥状态的煤样声发射事件率持续时间更长。进入塑性阶段,不同含水率的煤样与干燥状态的煤样的声发射信号均明显增大,与弹性阶段相比,煤样的声发射平均事件率是弹性阶段的5～7倍。进入破坏阶段后,不同含水率的煤样声发射事件率低于干燥状态的煤样。含水量增加使声发射累积振铃计数减少,同时使产生明显声发射的时间滞后,试验结果表明水对煤样的力学特性和声发射特征有明显影响。     

高架式钢筒仓中转折连接的试验研究

用于散料储存的大型高架式钢筒仓结构通常由仓筒、锥形漏斗以及支承裙筒组成。在漏斗壁拉力水平分力的作用下 ,漏斗 -仓筒 -裙筒连接处产生相当大的周向压力 ,通常通过设置环梁以增加其强度。转折连接的主要破坏模式包括塑性破坏及环梁的弹性或塑性屈曲。国际上对这类连接的屈曲及破坏强度已有了大量的理论研究 ,并建立了基于理论的设计建议 ,但其试验研究尚属空白。本文总结了作者针对钢筒仓转折连接的稳定与强度问题近期在香港理工大学进行的一项大型试验研究项目。首先简单介绍该项目所建立的一套用于薄壳结构屈曲试验的试验装置 ,然后给出三个系列试验 (内压下的圆锥 -圆柱筒连接、散料荷载下的漏斗 -仓筒 -裙筒连接及散料荷载下的漏斗 -仓筒 -裙筒 -环梁连接 )的主要试验结果     

饱水砂岩的剪切流变特性试验及模型研究

 利用JQ200型岩石剪切流变仪,对武汉越江隧道围岩中的饱水砂岩进行剪切流变试验,得到不同应力状态下饱水砂岩的剪切流变曲线,研究其流变特性,并与干燥砂岩的流变特性做比较,发现饱水砂岩比干燥砂岩具有更明显的流变性,且饱水砂岩的应力门槛值比干燥砂岩的小些。基于得到的剪切流变试验曲线,用后验排除法进行流变模型的识别,最终选用五元件黏弹性剪切流变模型对试验曲线进行拟合,接着提出一种I-NVPB模型对全过程剪切流变曲线进行模拟,同时获得饱水砂岩的全部剪切流变参数。将试验结果与模型拟合结果进行对比分析,得出有关结论并显示所选模型的正确性,具有重要的工程实际意义和推广价值。     

三轴压缩下岩石强度与破坏面角度的双剪理论分析

应用双剪理论对岩石在三轴压缩载荷下的强度和破坏特性进行了理论分析，并将分析结果与已有实验作了对比。研究表明，在岩石的强度特性方面，双剪理论所得分析结果与实验结果较吻合。而在岩石的破坏面角度方面，分析与实验尚需作进一步研究。这可能是由于岩石的破坏特性较之强度特性对其微观结构构造和实验面的条件更敏感所致。然而，作为一种宏观强度理论，双剪理论除了能很好地表述岩石的复杂强度特性外，还具有数学表达简明、便于工程应用等特点，是分析岩石在复杂应力条件下力学特性的有效工具。     

方形截面混凝土柱FRP约束下的轴向应力-应变曲线计算模型

FRP约束方形混凝土柱可以提高其强度和延性,但提高幅度相对于圆形截面柱较小,主要由于截面形状以及FRP在方柱拐角处应力集中的影响。在国内外关于FRP约束方柱的试验研究基础上,对截面形状、约束强度和刚度、未约束混凝土强度、拐角应力集中等影响参数以及应力应变的荷载路径相关性进行分析。FRP约束时存在强弱之分,给出强约束临界点计算公式,并根据两种不同的约束情况分别提出新的两段线—抛物线、直线简化应力-应变曲线计算模型。该模型考虑上述影响参数,并与相关试验数据进行比较分析,结果表明简化的计算模型与试验数据吻合较好,其结构形式简单,参数取值较为方便。