基于CFD技术的双U型地埋管换热器传热热阻

以地热埋管换热器为研究对象,对换热器各环节热阻进行了数值模拟.模拟利用Fluent软件,建立双U型埋管换热器二维模型,并对钻孔内外各传热过程进行数值模拟.将模拟结果与理论计算结果进行了比较,并讨论管间距半宽、PE管外径以及钻孔半径的变化对PE管内热阻、钻孔内热阻和钻孔外热阻的理论公式计算精度的影响.结果表明:对于PE管内热阻和钻孔外热阻而言,其模拟值和理论公式计算值非常相近,而钻孔内热阻的理论计算公式精度较差,其计算值和模拟值之间存在较大偏差;且管间距半宽和钻孔半径对理论值与模拟值的相对误差几乎无影响,而钻孔内热阻的理论值与模拟值之间的相对误差会随着PE管外径的增大而变大.     

基于穷举搜索法的地下岩土热物性参数分析

地下岩土热物性参数测量的准确性影响地埋管换热器设计的合理性,进而影响地源热泵系统初投资和运行性能。文章利用穷举搜索法结合参数估计方法对热物性参数组合值进行全域搜索,并获得地埋管循环水温度测量值与模型计算值之间的方差和最小值,通过模拟验证该方法计算结果的可靠性,并与优化方法计算结果对比分析。结果表明:穷举搜索法可以确定较为准确的热物性参数值;优化方法仅确定的导热系数具有可靠性,相对误差小于1%,但钻孔内热阻和容积比热计算结果相对误差可达到70%以上,可信度较差;在实际工程中,优化方法所得的导热系数的值与穷举搜索法所得的值接近,但钻孔内热阻相对偏差最高可达41.42%,相对应的容积比热相对偏差最高为67.98%。     

锅炉结构及管板强度分析

对锅炉结构进行有限元弹塑性计算,重点分析了管板,人孔周边及强度薄弱域应力,位移分布,为锅炉结构及管板的合理设计提供了可靠的理论依据。     

基于TRNSYS的双U型地埋管换热影响因素分析

针对水平式埋管占地面积大、换热效果差及竖直式埋管初期投资高、施工难度大的现状,基于TRNSYS建立地源热泵双U型地埋管换热器瞬态仿真模型。在保证研究变量为唯一变量的条件下,通过仿真计算分析地埋管不同钻孔数、不同埋管深度以及不同孔间距对地埋管换热器性能的影响,模拟试验结果表明:增多钻孔数、加深钻孔深度、增大钻孔间距均可提高地埋管换热器的换热效果。本研究为地埋管换热效果与施工难度的平衡提供分析依据。     

扁管、微元肋扁管水力特性的实验研究

对扁管和微元肋扁管的水力特性进行了实验研究.实验所用最小扁管的当量直径为0.44mm.当采用实验方法获取扁管准确的摩擦压力降时,首先需要计算出口和入口的局部压力降.采用了一个全新的实验方法对入口、出口处的局部压力降计算进行了实验校核,确保了入口、出口局部压力降计算的准确性.实验研究表明采用常规的计算圆管压力降方法计算扁管摩擦压力降误差较大,计算微元肋扁管误差更大.对产生该误差的原因进行了分析和探讨.     

钢锚管在深基坑桩锚支护体系中的设计与应用

以沈阳市某高层住宅深基坑桩锚支护结构为例,通过对一种新型锚杆技术钢锚管在实际工程中的应用研究,分析了钢锚管的工作机理及力学性能.并运用逐层开挖承载力不变法对钢锚管的承载力及稳定性进行了验算.阐述了钢锚管强度计算和稳定性验算的方法.工程实践证明钢锚管不但能够很好地解决软土地区锚杆钻孔时遇到的容易塌孔的施工难题,加快施工进度,而且因为取材方便、制作简单完全可以代替市场上现有的成品自钻式锚杆从而降低工程造价.     

单孔堵塞对均速管流量计测量精度的影响

对均速管流量计单孔堵塞后的内部流动进行数值模拟，得到压差，然后算出流量系数并与正常结果相比较，最后分析孔堵塞时对测量精度的影响。计算中引用κ-e湍流模型，应用有限体积法对控制方程离散和求解，在前处理软件GAMBIT中将计算区域划分为236多万个计算单元。     

地埋管换热器流体温度对系统运行影响研究

本文通过研究地埋管换热器计算模型,搭建地源热泵系统计算平台,通过工程实例,分析地埋管换热器出口流体温度设定对系统换热器长度、埋管内流体温度及热泵耗功量的影响规律,为工程设计和运行预测提供途径,便于进一步开展逐年热力性能分析和前瞻性研究,以利于指导工程实践。     

断裂力学在火炮身管上的应用

目的 研究火炮身管的临界裂纹和初始允许裂纹尺寸。方法 依据力学理论,导出了火炮身管的临界裂纹和初始允许裂纹尺寸计算的数学模型。结果 利用建立的数学模型,结合某高炮身管的有关数据,计算出了该炮身管的临界裂纹和初发允许裂纹尺寸。结论通过理论和实例分析说明了火包身锭在制造过程叶控制裂纹产生的重要性。     

断裂力学在火炮身管上的应用

目的　研究火炮身管的临界裂纹和初始允许裂纹尺寸 .方法　依据断裂力学理论 ,导出了火炮身管的临界裂纹和初始允许裂纹尺寸计算的数学模型 .结果　利用建立的数学模型 ,结合某高炮身管的有关数据 ,计算出了该炮身管的临界裂纹和初始允许裂纹尺寸 .结论　通过理论和实例分析说明了火炮身管在制造过程中控制裂纹产生的重要性     

定热流热响应实验确定岩土热物性方法

针对工程中常用的定热流热响应实验方法,分析研究了采用不同传热模型耦合不同数据处理方法对确定岩土热物性及钻孔热阻的影响,研究结果表明:采用线热源模型与柱热源模型确定的岩土热物性及钻孔热阻存在较大差异;岩土容积比热对导热系数的确定影响很小,但对钻孔热阻影响较大;三参数估计确定导热系数及钻孔热阻具有良好可信度,但是对于热扩散率的确定稳定性较差.通过分析总结,以最小平均误差作为线热源及柱热源传热模型的权值分析基础,提出三参数估计耦合线热源及柱热源模型的加权平均方法确定岩土热物性及钻孔热阻,该方法具有稳定性好,可信度高的特点.     

竖直地埋管换热器多个钻孔地层热阻计算方法

为解决国家规范中关于多个钻孔热干扰下的地层热阻计算问题,针对竖直地埋管换热器系统,提出了矩形阵列钻孔布置中不同参考钻孔下的地层热阻数值计算方法,并通过算例模拟分析研究了不同钻孔布置形式以及不同钻孔间距情况下的地层热阻分布.结果表明:规则矩形阵列钻孔布置的中心位置地层热阻最大,且布置形式越趋近正方形,钻孔间距越小,地层热阻越大;而不规则矩形阵列钻孔布置的最大地层热阻位置会根据未布置钻孔点位发生相对偏移,但偏移量可忽略.研究成果可为竖直地埋管换热器设计提供理论参考.     

Experimental study on thermal resistance of fouling in heat exchangers of sewage source heat pumps

To investigate the formation of fouling in sewage heat exchangers,a model of thermal resistance with time is developed based on the experiments in a practical engineering site. And this model is asymptotic exponential function. According to the characteristic of sewage heat exchangers,the effective thermal resistance and effective coefficient of heat transmission during the formation of fouling are defined. A model for pressure loss of fouling of asymptotic distribution is presented based on the model of thermal resistance of fouling. And the maximum absolute margin of error of the fouling thermal resistance is smaller than the typical allowable error range. The maximum relative error of the heat transfer coefficient is 12% . These can meet the requirements of engineering. The results of experiments provide a basis for further study and application of swage heat exchangers.     

竖直串联地埋管蓄热的传热分析

为解决大温差地下蓄热的传热分析及其工程应用,基于传统的并联地热换热器地下温度场分布,围绕地埋管大温差蓄热的地源热泵复合系统,针对竖直多级串联地埋管蓄热方法,建立了其物理与数学模型,进行了多级串联地埋管换热器传热分析,得了适宜工程应用的三级串联地埋管换热器目标函数的最优解.结果表明：三级串联地埋管换热器逐级换热量比的最优解为β1 =0.357800、β2 =0.332749、β3=0.309451;定期改变循环液流动方向,能够使各级地埋管换热效率趋于均匀,提高串联地埋管换热器的总换热强度;大温差蓄热应考虑地埋管换热器的承受能力,一般PE管材换热器承受温度不宜超过80℃.     

地源热泵地埋管随机热阻及可靠性分析

分析了地源热泵地埋管周围岩土热阻的随机性,研究了岩土随机热阻及负荷对地源热泵地埋管换热性能的影响。基于热阻随机分析,提出了地源热泵地埋管的可靠性设计方法,得出了可靠度计算公式。结合工程实例进行计算,并与确定性设计方法进行了对比分析。计算结果表明,岩土热阻的变异性对地源热泵地埋管的设计影响较大,可靠性理论对地源热泵地埋管的随机传热性能研究有重要意义。     

有渗流时埋管换热器传热模型

为研究地下水渗流对埋管换热器传热的影响,以移动热源的格林函数为基础,通过引入虚拟热汇,由叠加原理建立热渗耦合作用下的有限长线热源模型.将此模型与有渗流无限长线热源模型和无渗流有限长线热源模型作了对比,比较结果表明该模型计算有渗流时埋管换热器的传热更加合理.针对地下水渗流流速和土壤热物性等对传热影响的分析,表明地下水渗流导致土壤温度场发生变形,渗流速度越大,钻孔壁中点温度越快达到稳态,且稳态过余温度越低;土壤密度和比热越大,土壤导热系数越小,则土壤温度场变形越大.     

回填料对地埋管换热器性能的影响

采用了地埋管换热器三维非稳态耦合传热的物理数学模型,针对实际的地埋管结构和热响应测试工况进行了相应的数值模拟。将模拟计算结果与TRT热响应测试结果进行了比较,验证了所建模型的正确性。在此基础上。考察了地埋管换热器回填料导热系数及比热等物性参数对地埋管换热器性能的影响关系,为热响应测试以及工程设计提供有益的理论指导。     

竖直埋管地热换热器的稳态温度场分析

对竖直埋管在半无限大介质中的稳态传热模型进行了分析讨论。采用虚拟热源法有线性迭加原理给出了其解析解，并绘制了其相应的温度分布曲线图，指出了现行教科书中由于混淆淆绝热边界条件与等温边界条件而得出的关于该问题的错误结论。针对工程实际提出了孔壁中点温度和积分平均温度这两个地热换热器孔壁代表性温度的定义，给出了两者的适用于工程应用的简明计算公式，并对两者进行了比较。基于以上分析，进一步讨论了全年冷热负荷不平衡地热换热器长期性能的影响。