Numerical simulation of a buried hot crude oil pipeline during shutdown

In this paper a mathematical model is built for a buried hot crude oil pipeline during shutdown,and an unstructured grid and polar coordinate grid are respectively applied to generating grids for the soil region and the three layers in the pipe(wax layer,pipe wall,and corrosion-inhibiting coating) . The governing equations are discretized using the fi nite volume method. The variations in temperatures of static oil and soil were investigated during pipeline shutdown in both summer and winter,in which some i...     

基于动态负荷的地埋管管群换热模型对比分析

对比分析了地埋管换热器的无限长线热源、有限长线热源和渗流有限长线热源模型,指出轴向传热和地下水渗流作用对地埋管换热具有不可忽略的影响;基于温度场叠加原理和动态负荷建立了地埋管管群换热模型,借助于典型年动态年负荷模型,分析了管群长期动态换热特性。结果表明,无渗流型管群中心温度升高过快,长期运行应考虑土壤换热能力的衰减;对于渗流型管群换热,应采取合理优化策略避免下游土壤温升过快,并且设计埋管时应采用其进入稳定期的换热能力,避免长期运行时换热能力不足。对3种日负荷动态运行模式下管群的典型点温度变化进行了对比分析,结果表明,运行模式调节可以减缓土壤温度的上升趋势,特别是可减少渗流型管群的下游热量堆积,有利于土壤换热能力的恢复。     

地下水渗流对单孔地埋管换热器换热性能影响的数值模拟

建立了二维地下水渗流条件下地埋管换热器的数值计算模型,对单孔地埋管换热器周围的土壤温度场进行了数值模拟。为了验证数值模拟方法的可行性,将模拟结果与地下水渗流条件下的移动线热源理论解析解进行了对比,结果显示,当R=0.5和2.5时,模拟结果的相对误差分别为0.72%和5.42%,具有较高的精确度。模拟结果表明,当贝克来数Pe6时,即地下水渗流速度小于3×10-7 m/s(9.46m/a)时,可以忽略地下水渗流产生的对流换热的影响。     

上海地区地源热泵系统对地质环境热影响的模拟分析

根据上海地区某实际工程的实测数据,将土层概化为7层,并建立了物理模型。对冷热负荷不平衡条件下地源热泵系统运行10a后的换热区土壤温度场特征进行了模拟分析。结果表明,10a后换热区平均土壤温度升高约2.44℃,土壤温度升幅随土层深度的增加逐渐减小;换热区热扩散半径随时间呈直线增加,10a后平均热扩散半径为20m左右,浅部土层热扩散半径较大。     

地源热泵间歇运行方式对地温恢复和机组能效的影响研究

优化地源热泵的运行管理策略,降低土壤热不平衡对地源热泵机组性能的影响,是保证地源热泵机组长期稳定高效运行的重要措施.以天津市某办公楼的地源热泵系统为研究对象,对其多年运行之后的土壤温度变化和系统能效变化进行了模拟分析,分析比较了不同间歇运行方案下得到的土壤温度和热泵机组能效的变化.结果表明,地源热泵机组连续运行30年时,土壤温度受热不平衡的影响,呈逐年波动式上升,前15年上升幅度较大,后15年增幅较缓.地源热泵系统间歇运行将有利于地温的恢复,机组的启停比对地源热泵系统土壤温升的累计影响显著大于运行起止时间对土壤温升的影响.研究结果可为地源热泵系统的运营管理提供重要参考与借鉴.     

防寒沟对日光温室横向地温的影响

以未设置防寒沟和在前底脚设置防寒沟的辽沈Ⅰ型日光温室为例,对土壤温度变化规律进行了试验研究.研究表明,在地面下0.4m,最低温度出现在温室的前底脚,其次是温室的后底脚,未设置防寒沟时最高温度出现在温室中部靠后,设置防寒沟时最高温度出现在温室中部靠前;在地面下0.8m,未设置防寒沟与设置防寒沟温室内外温度变化规律基本相同,说明防寒沟埋深0.8m是合理的,建议取0.8m～1.2m;对采用不同防寒沟材料对日光温室沿横向地温变化规律分析表明,吸湿性小、导热系数小、整体性好的聚苯板具有较好的保温隔热性能,而炉渣作用不明显.     

大气温度突变对土壤温度场的影响研究

建立了有大气温度突变情况下的土壤温度场的数学模型,推导出受气温突变影响的土壤温度场解析解,分析了气温突变时各种因素对土壤温度场的影响程度,并与实测数据进行了对比分析,验证了模型及求解方法。     

不同环境条件下土壤温度日变化的计算模拟

应用多孔介质中传热传质的数学模型，对夏天和冬天，环境风速分别为4m／s和1m／s以及环境相对湿度分别为35％和85％这3种情况下高为500mm，半径为250mm的圆柱土壤床中温度的日变化进行了比较。根据数值模拟的结果绘出土壤中不同深度处温度的日变化曲线表明：(1)土壤中各点的温度随气温和土壤表面获得的辐射能的周期性变化而呈周期性变化；(2)随着深度的增加，土壤温度受气温和太阳辐射的影内变小，温度变化的滞后效应越来越明显；(3)在夏天，一天的大部分时间土壤表层的温度高于深层的温度，冬天则恰恰相反；(4)风速对土壤表层的温度影内较大。风速越大，土壤温度降低得越多；(5)干燥气候下，由于土壤水分的蒸发制冷作用，一天中土壤各点的温度低于湿润气候下相应各点的温度，土壤表层尤为明显。     

某管道防腐层大修土壤温度场的测定研究

原油管线一般采用加热方式输油。管线运行一段时期后,管道外防腐绝缘层会逐年老化,影响管线正常运行,因此需要有计划地安排防腐层大修。大修时,热油管线与土壤建立的稳定温度场遭到破坏,为了保证管线安全生产运行,常常需要对管线周围土壤温度场进行测量。以便监测管道内原油温度的变化。在本文中,详细查阅了大量有关热电偶和土壤温度场的资料,掌握了热电偶测温原理及测温方法,并在实践中进行应用。通过查阅前人关于土壤温度场的研究,对管道周围土壤温度的分布情况有了较为深刻的理解和认识。并分析了采用热电偶测温装置测得的土壤、大气温度数据,得到了管道周围土壤温度场分布的一般规律及其影响因素。     

地源热泵系统运行中土壤温度场变化特性的实例分析

对某一地源热泵系统的实测土壤温度场数据进行了初步分析,总结了冬季、夏季及过渡季工况下土壤温度场的变化特点及其影响因素。指出地源热泵系统运行过程中的地下能量堆积问题是一个长期效应,记录分析土壤温度场的长期变化趋势对于调控地源热泵系统的运行状态具有积极的指导作用,有利于保证系统的长期可靠性和节能性。