污水源热泵渠温受地温作用下的温变模型

为更广泛地应用原生污水源热泵技术,有必要对干渠污水与土壤的耦合特性进行深入研究和分析.调查并分析干渠散热时的物理模型与边界条件,基于虚拟热源镜像法,引入并假定土壤地温及其简化条件.理论解析干渠周边土壤温度场及干渠沿程温度函数,为适于工程应用,对渠程温变模型作近似处理与示例.研究表明:干渠散热时的物理模型与边界条件复杂,难以得到精确解.可理论解析近似得到干渠与土壤传热耦合模型,温度场是以同等埋深的土壤地温为渐近线的曲面,而渠温则终将趋于埋深处的地温,由两个特征常数决定.简化的模型适宜工程应用,符合物理机理.     

城市原生污水冷热源圆管紊流换热特性

城市原生污水是一种可再生性清洁能源,流动换热特性是其作为冷热源应用的关键性问题.将污水视为均质单项非牛顿幂律流,分析圆管速度、温度分布,为推导污水流动换热准则关联式,定义非牛顿流的特征黏度、特征雷诺数、广义普朗特数,基于紊流边界层三模式结构,得到换热准则关联式,对比理论与实验曲线.以特征雷诺准则、广义普朗特表示的努谢尔特数具有普遍意义,理论与实验曲线吻合.     

寒区城市污水冷热源对污水生化处理影响

城市污水冷热源开发利用具有重要的节能与环保意义,但在寒区是否会对污水生化处理产生严重的影响是关键性问题.基于实际运行的两个典型项目,测试污水排放温度分布,研究城市污水干渠周边土壤对水温的调节特性,在此基础上进一步分析污水处理流程的温度分布情况,并从生化角度分析污水冷热源对污水生化处理的影响.研究表明:土壤对污水水温具有调节作用,被利用污水水温不低于8℃时,污水冷热源不影响污水处理厂进水水温,污水处理曝气池水温在5~7℃内,水处理能力由耐冷菌承担,再提取2~3℃污水热能对水处理无明显影响,水温均在耐冷菌活性范围内.     

EASY%Ro法在滨北地区热演化史中的应用

EASY%Ro动力学模拟方法,适合模拟中高热演化程度的盆地模型.为考察松辽盆地滨北地区热演化历史,采用EASY%Ro动力学模拟方法,恢复了该地区的古地温场,结合现今地温场特征,分析了烃源岩热演化历史.结果表明:滨北地区白垩纪古地温梯度高于现今地温梯度,古地温梯度在晚白垩世为4.3~5.8℃/(100m),第三纪以来降低到3.2~3.6℃/(100m);最高古地温是在白垩系末期,有机质热演化在白垩纪末期达到最高峰.自第三系开始的持续抬升剥蚀(白垩纪末至早渐新世为长期沉积间断)和大地热流值衰减降温,致使热演化作用过程“冷冻”,生烃作用停止.     

城市污水的层流换热特性理论

为有效利用城市污水热能,以污水源热泵系统中的流动工质——城市污水为研究对象,通过理论分析的方法,对其层流状态下的换热特性进行理论推导和实验验证.结果表明:污水作为热泵的冷热源,有良好的换热特性,推导得出的换热准则关联式h=4.53λ/D,为污水源热泵系统设计提供依据,同时为应用污水余热技术提供理论基础.     

地埋管换热器地温监测系统补建实例及测试数据分析

针对天津市某地源热泵项目补建了一套地温监测系统,获得了各监测点温度变化数据,并进行了全年变化规律分析.结果表明,地温监测线在增加保护套管后,其短期变化负荷作用下的温度数值与换热管壁相比存在一个相对固定的偏差,通过必要的数据修正,并不影响地温监测的可靠性.热影响半径与土壤热物性和运行负荷强度密切相关,而本文运行条件下热影...     

一类线性互联大系统的关联稳定性判定

动态图可以描述互联大系统的拓扑结构。动态图的增广矩阵包含了动态图的所有结构信息。引入动态图增广矩阵的相关理论,结合M-矩阵理论知识,提出了一类线性互联大系统的关联稳定性的判定方法。利用Lyapunov函数及Lyapunov梯度函数,推导出一个判定矩阵H,通过判定矩阵H是否对角占优和是否为M-矩阵,判定线性互联大系统的关联稳定性。算例表明,判定矩阵的参数计算简单,容易获取,有利于判定线性互联大系统的关联稳定性。     

热油管道停输降温过程研究进展

管内含蜡原油在停输后的温降过程是一个伴随相变、自然对流及移动边界的不稳定传热的过程,目前停输降温过程的研究主要采用数值计算的方法。从管内原油传热和管道与外部环境传热等角度,对热油管道温降过程的研究现状进行综述,指出在计算时需要处理好管内原油的自然对流、具有移动边界的析蜡相变传热以及埋地热油管道外土壤求解区域的简化问题。只有充分考虑上述问题,对热油管道的停输降温过程进行研究,才能得出对实践更具有指导意义的结果。     

城市污水换热特性研究

为了解决城市原生污水低品位热源利用系统换热计算问题,依据污水的流变特性解析求解了定热流条件下圆管内污水的速度场和温度场,并获得了换热准则关系式.采用工程现场实验与理论计算的方法对圆管中污水的流动特性与换热能量方程进行了分析.结果表明:对于具有幂率流特征的城市污水,在广义雷诺数为4000～20000时圆管内紊流区的速度分布为v+=2.51lny++5.7;过渡区为v+=5.11lny+-3.22;层流区为v+=y+;与同条件下清水相似;而温度场较清水更复杂;对流换热准则关联式为Nuh=0.0196Reh0.91Pr0h.15.     

考虑温度相关性的岩石热破裂数值模拟

为解决岩石热力学参数如比热、热传导系数等会伴随温度变化而影响岩石热破裂的问题,基于连续-非连续元方法,采用显式积分建立一种考虑参数温度关联性的岩石瞬态热-力-破裂耦合数值模型,通过该模型研究不同升温速率对岩石热裂过程的影响。结果表明:考虑参数温度关联时,破裂速率、破裂程度比不考虑参数温度关联小;裂缝最大宽度比不考虑参数温度关联时大、开裂持续时间更长。     

热水供应系统中D—L比温降计算法

分析了目前热水供应系统中各种比温降法计算管段节点水温的方法,指出了存在的问题,提出了采用管径－长度比温降法（下称Ｄ－Ｌ比温降法）计算各管段的节点水温。     

热油管道停输安全出站温度数值研究

易凝高黏原油在加热输送过程中热量损耗严重, 遇故障停输后热量的散失更为迅速, 当所需停输的 时间超出安全停输时间时就会发生事故。因此, 研究原油的热力计算对管道的安全运行具有重要意义。对比了冬 夏两季原油停输温降的变化规律, 在停输时间不同的条件下, 对温降进行了数值模拟, 计算出原油停输前所需的出 站温度。对停输后的土壤和管道的温度场进行了三维数值模拟, 找出了出站温度不同时停输后原油和土壤温度场 的变化规律。在出站温度达到一定值后, 原油在所需的停输时间内可以保证安全再启动, 不会发生事故或造成安全 隐患。     

埋地热油管道土壤温度场PHOENICS数值模拟

在充分考虑大地恒温层、热油管道对大地温度场影响范围的基础上,建立了管道运行时的非稳态简化物理模型及相关的数学模型,并使用模拟计算软件PHOENICS对该数学模型进行了求解,能够求解出忽略轴向温降的平面的任意点在管道运行过程中任意时刻的温度变化情况和任意时刻的管道周围土壤温度场的分布.这些问题的求解对研究热油管道间歇输送过程中确定停输时间以及再启动等问题奠定了基础.同时PHOENICS软件的引入,也为此类问题的研究提供了捷径.     

考虑海管各覆盖层蓄热的停输温降与输送方案

海底管道停输温降直接决定着海管置换与掺水输送时机,以及停输后能否顺利再启动.为了研究海管各覆盖层的蓄热对停输温降的延缓作用,通过理论分析各层相对流体的蓄能能力大小,模拟计算钢管和土壤蓄热对不同类型管道停输后温降的影响情况,并以渤海两条实际管道为例优化输送方案.结果表明,钢管蓄热总量约为所输原油蓄热总量的一半,所输水量的...     

多相混输管道常温集输半径确定与应用研究

油田进入高含水期后集油能耗迅速上升,如果开展常温集输可节约成本,带来一定的企业效益。为判断管道能否进行常温集输,根据现场实测数据,构建并修正水力热力计算模型,进行水力热力耦合计算,确定了管道的常温集输半径,并采用单因素敏感性分析方法对常温集输半径各影响因素的敏感性进行排序,在此基础上研制常温集输半径图版,为地面常温集输工作提供指导。结果表明,修正后的水力热力模型可以较好地预测该管道的压降、温降,其计算值与实测值的平均相对误差分别为9.42%、5.31%;对常温集输半径影响最大的三个因素为起点温度、起点压力、产液量;利用以上三个因素绘制的图版为管道能否实施常温集输提供了依据,当不能常温集输时,可以通过查询图版确定管道起点所需的温度压力。     

聚驱污水稀释聚合物溶液驱油效果可行性研究

针对大庆油田聚合物驱过程中,清水用量日益紧张、采出污水处理难度加大、采出污水回注问题严重 等现状,利用采出污水代替清水稀释聚合物溶液驱油受到普遍重视。本文针对聚驱污水的特点,通过聚驱污水和深 度处理污水水质对比分析,确定利用曝氧和杀菌处理后的聚驱污水进行流动特性实验以及驱油实验。结果表明,与 深度处理污水相比,处理后聚驱污水稀释的聚合物溶液残余阻力系数高,降低水相渗透率的能力增强,有利于提高 采收率;相同渗透率、相同分子质量、相同浓度条件下,与深度处理污水稀释聚合物溶液的驱油效果相比还不理想, 采收率提高值相差1%左右;若要达到与深度处理污水稀释的聚合物溶液驱油的效果,则应适当地提高聚驱污水稀 释聚合物溶液的浓度。     

污泥低温驯化及其对农村生活污水处理效果的研究

我国北方地区农村生活污水处理受低温影响严重。为解决此问题,通过低温驯化得到在8℃下对污水有较好处理效果的活性污泥,并对其污水处理效果进行分析。结果表明,用干重浓度为3.4 g?L-1的已驯化污泥对农村生活污水进行处理时,COD去除率最高为84.97%,出水COD最低为89.51mg?L-1,达到农田灌溉水质标准（GB 5084-2005）的最短处理时间为8d。与非驯化的污泥相比,驯化后活性污泥对污水的COD去除率提高了23.14%,这为北方地区农村生活污水处理提供了良好的技术支持。     

常温条件下厌氧氨氧化生物滤池影响因素

为了推动厌氧氨氧化(ANAMMOX)在城市污水处理中的工程化应用,在常温条件下,采用生物滤池反应器,分别考察了硝酸盐、磷酸盐、氨盐和亚硝酸盐对ANAMMOX运行效能的影响.试验结果表明:当进水NO3--N质量浓度提高至约500mg/L时,不会对总氮去除负荷产生明显的影响;而当进水总磷质量浓度大于10mg/L时,总氮去除负荷下降明显,停止投加磷酸盐后,总氮去除负荷可以得到恢复;适当提高NH4+-N和NO2--N的浓度,有利于总氮去除负荷的提高.可见常温条件下,硝酸盐对于低氨氮城市污水ANAMMOX生物滤池的脱氮活性基本不存在影响.而正磷酸盐浓度负荷对于ANAMMOX反应具有一定的影响,且进水磷酸盐浓度的提高对常温低氨氮城市污水ANAMMOX反应存在可逆性抑制作用.     

气象卫星监测土壤含水量模型及其应用

估测大面积近地表土壤含水量对指导灌溉、防洪排涝、旱情预报等具有很大价值。本文首先从理论上分析了地表土壤日温差、热惯量和土壤含水量三者的关系,探讨了由地表土壤日温差推求热惯量、再由热惯量推求土壤含水量的方法,建立了由气象卫星监测土壤含水量模型,通过实测资料验证,表明该模型具有较高精度。其次,将所建立的模型应用于实际土壤含水量的监测,做出了土壤含水量分布图。