低温地板辐射供暖系统的供冷研究

建立了地板辐射供暖供冷系统的稳态传热模型,通过数值求解,给出了理论计算结果,并结合实验数据,分析了供水温度、室内设计温度、管间距、埋管深度等因素对热流密度的影响,为系统两联供提供了初步估算依据。结果表明:其它条件一定时,热流密度随管间距呈线性变化;随埋管深度呈非线性变化;管间距过大和埋管过深不利于系统两联供的实现,建议管间距在200mm之内,埋管深度60mm左右。     

桥面热力融雪模型研究与分析

为解决融雪剂融雪不仅腐蚀桥体及其它基础设施而且污染环境的问题,提出了一种新的热力融雪方式即在桥面内敷设管道的基于加热流体的融雪方式.基于融雪的能量守恒方程,建立桥面融雪的数学物理模型,并利用有限单元法对其稳态工况进行二维数值模拟.结果表明:桥面热流密度和温度呈非线性分布,且其表面分布不均匀性随着埋管深度增加而变小;埋置深度较小且管距较大时,所采用的边界处理方法比传统的处理方法(将上表面作为等热流或等温边界条件处理)更合理;所需加热流体温度随埋管间距或埋深的增加非线性增高;无保温措施时,可通过优化埋管埋置深度使桥面热量损失最小.     

地埋管地源热泵系统余冷利用分析

为了给基于地板辐射供冷利用地埋管地源热泵系统余冷提供初步的计算依据,建立了地板辐射供冷传热模型,通过数值求解,给出了理论计算结果,分析了供水温度、室内设计温度、管间距、埋管深度等因素对热流密度的影响。结果表明:基于地板辐射方式利用地埋管换热器地下余冷,能够改善夏季室内舒适度,提升系统能效比,同时在一定程度上减弱地下冷热负荷的不平衡程度。蓄冷量及供冷能力大小,与蓄冷体体积、比热容、供冷初始温度、供冷结束温度及冷耗散有关。地埋管区域的换热性能,受地下水渗流、热扩散率以及地热换热器的构造形式影响较大。     

地下连续墙内埋管换热器传热性能的试验研究

采用现场试验的方法对上海自然博物馆地下连续墙内埋管的传热性能进行了试验研究,分析了埋管布置形式、循环水流速、进水温度和运行模式对换热效果的影响.试验结果表明:地下连续墙内埋管的布置形式和传热性能都与传统的地埋管有较大的不同;混凝土水化热对地下连续墙体的温度有较大影响;增大埋管的支管间距可以提高其换热效果;在试验工况下的单组埋管合理流速为0.6～0.9m/s,;地下连续墙内埋管的换热量随进水温度呈线性变化;采用间歇运行的模式,可以提高热交换系统的换热量.     

地板辐射采暖系统的传热性能研究

根据地板辐射采暖的特点建立了传热过程的数学模型,用有限差分法对模型进行了求解。经过实测和理论计算,确立了地表温度、地表热流密度与供回水平均温度、管间距、装饰层材料之间的定量关系,并对理论计算结果与实验数据进行了对比分析,验证了理论结果的正确性,为工程应用提供了理论依据。     

桩埋螺旋管地热换热器的数值模拟

建立桩基螺旋埋管地下换热器二维非稳态数值模型,考虑到不同的土壤初始温度,分析螺旋盘管间距及桩基深度对换热的影响.模拟结果表明,桩基螺旋地埋管每米换热量与盘管间距成线性关系,随着盘管间距的增加,每米螺旋管换热量的增加量减少;而对于桩基深度的增加,地埋管平均每米换热量仅略微降低,每米桩深相对减少量小于1.1%.     

高温高热流密度熔盐吸热管传热试验研究

以三元熔盐为传热介质,在熔盐吸热传热实验平台上进行高温高热流密度下316L不锈钢熔盐吸热管传热特性试验。吸热管外径为20 mm,实验流体温度控制在250~500℃,热流密度为180~470 kW/m2。实验揭示了不同温度及不同热流密度下熔盐吸热管内对流换热的Nu-Re关系,Nu随Re增加显著增大,实验Nu数普遍高于按Sieder-Tate关联式计算的值。分析了温度及热流密度对熔盐吸热管传热特性的影响,发现熔盐平均温度相同时,低热流密度下的Nu数大于高热流密度下的Nu数,同时实验结果显示高温高热流密度下熔盐吸热管的传热性能主要取决于熔盐流速,且高热流密度对传热过程中的温度影响非常显著。     

地下水渗流作用下地埋管间歇散热特性

为了探求地下水渗流对地埋管换热器间歇运行性能所产生的影响,基于移动的有限长线热源理论模型解析解,利用MATLAB软件编程计算,分析渗流对单钻孔地埋管换热器的影响。同时对比分析了连续和间歇运行情况下其周围土壤的温度响应特征和过余温度场分布特点。研究表明：埋管周围土壤的温度变化是由热流密度、土壤本身的热物性和实际渗流速度耦合作用影响的,而在间歇运行下其因素影响更加明显。     

不同排列方式下水平降膜管束中的管束效应及传热特性

管束效应普遍存在于水平管降膜蒸发管束中,表现为随着管束深度的增加,传热性能逐渐变差,严重影响着降膜蒸发器的运行效率.为了查明管束效应的产生机理,文中研究了46℃水在恒热流密度(47.3 kWm^-2K^-1)条件下的管束降膜流动及传热特性.结果表明:(1)正方形排列管束传热性能最差,管束效应最明显;三角形排列管束传热性能最好,是正方形排列管束的1.3倍;(2)沿管束深度方向,传热系数波动幅度先增加后减小;(3)供液高度、竖直管间距的增加有利于上排管传热,对下排管影响较弱;(4)液膜分布对上排管传热影响较大,但随管束深度增加逐渐变弱.     

冬季工况地埋管换热器换热特性的影响因素

地埋管地源热泵技术可为冬季桥梁融雪工程提供绿色、环保的解决方案,但冬季工况地埋管换热效率的影响因素尚不明确.针对单U型地埋管换热器,采用数值计算方法,研究入口温度、回填材料配比、孔深和间距对冬季取热能力及周围土壤温度分布的影响.结合某桥梁实际供暖工况,建立3种不同埋深的单个换热器模型及3种不同间距的换热器群模型,并进行多工况条件下的影响因素对比分析.结果表明,系统运行48 h时,入口温度为2℃条件下的换热功率将较8℃时提高约82%;降低回填料中膨润土的质量分数有利于换热;随着换热器深度增加,每延米取热能力下降;扩大换热器间距可减弱彼此间的热干扰效应;运行8 h时,间距4 m条件下较间距3 m时换热功率提高5.4%,间距5 m条件下较间距4 m时提高1.9%.