渗流作用下地源热泵系统跨季节土壤蓄热特性

建立了热渗耦合作用下的土壤传热数学模型.针对单U形地埋管地源热泵系统,分析了在不同地下水渗流速度和土壤热物性条件下,地下水渗流对土壤温度场的影响;针对管群地埋管地源热泵系统,进行了全年跨季节土壤蓄热、取热运行工况模拟,得到一个周期内不同工况结束时的土壤温度场分布.     

深部巷道非稳态温度场演变规律试验研究

为研究围岩温度场变化规律,研制了巷道风流非稳态传热试验系统,并进行了不同进风温度和进风速度下5组试验.基于平板非稳态导热问题,提出了适合判断巷道非稳态传热正规状况阶段新方法.结果表明,巷道非稳态传热存在正规状况阶段,所需无量纲时间即傅里叶数FO=1.2,对预测温度演变及简化计算有重要意义.将试验数据无量纲化后回归分析,当进风温度在15～25℃时,巷道壁面无量纲温度θ最终稳定在0.4左右.θ与FO可拟合成线性多项式形式,当次数为4时即有很高精确性;θ与无量纲半径ψ可通过对数公式拟合,在正规状况阶段拟合精度高;当风速低于3 m/s时,相对改变进风流温度来说,风速对围岩温度场的影响更大.高温矿井应根据实际情况选择合适的降温方案,以提高方案的经济性和实用性.     

综合管廊通风系统设计分析

结合现行综合管廊及相关设计规范,对综合管廊防火分区和通风单元划分,通风型式进行分析探讨,得到综合管廊常见舱室的通风单元长度,通风型式采用自然进风和机械排风相结合的方式。同时对管廊运行策略进行探讨,需要考虑夏季梅雨季节管廊结露情况,并提出解决措施,保证管廊长期有利运行。     

高炉冲渣水换热材质选取分析

高炉冲渣水具有硬度大、腐蚀、结垢的特性。选取了不同金属材质进行现场实验,得到了适用于冲渣水换热的金属材质。     

深厚表土多圈管冻结温度场演变规律研究

为了得到深厚表土多圈管冻结温度场的演变规律,考虑压力对土体结冰温度的影响,研制了深厚表土冻结壁温度场试验系统.依据相似理论,以赵楼风井井筒冻结工程为原型,进行加载后的多圈管冻结温度场试验研究。结果表明:3圈冻结管冻结锋面交圈时间为50 d,冻结壁厚11.2 m,冻结壁平均温度-22.8℃,拟合得到冻结壁平均温度随时间变化函数T1=-3×10-93τ+2×10-52τ-0.0358τ+2.932,井帮温度随时间变化函数T2=-0.0207τ+10.32.特征面温度场进入拟稳定阶段后,冻结壁厚度基本稳定,冻结壁平均温度、井帮温度满足井筒开挖要求;特征面温度场进入稳定阶段后,冻结管冷负荷主要用于维护冻结壁向内扩展区和向外扩展区的温度.     

冻土层中水平埋管换热器换热特性的数值分析

寒冷地区冻土层对地源热泵水平埋管换热器(GHE)的换热特性产生重要影响。根据冻土层换热特点建立了一种简化传热模型,对水平埋管周围土壤瞬态温度分布进行了模拟计算,分析了冻土层冻结和土壤含水率对GHE热损失的影响。计算结果表明,土壤冻结情况GHE的传热损失相对于非冻土情况下增大。进液管热损失随着土壤中含水量的增加先减小后增加,回液管热损失逐渐减小,GHE总热损失减小。计算结果与国家标准"地源热泵系统技术规"(GB 503662-2005)中对水平埋管的埋深规定相吻合。