土壤中水分对地埋管换热器换热特性的影响数值模拟

采用计算流体力学软件对土壤不同含水率、不同渗流速度下垂直U型地埋管换热器换热过程和地埋管群之间的热干扰进行数值模拟,给出了地埋管逐时出水温度,分析了不同含水率、渗流速度下地埋管换热器换热量变化规律及地埋管之间的相互热干扰。     

间歇运行工况地源热泵系统的模拟

利用数值模拟方法建立了地源热泵竖直U型埋管非稳态温度场的三维数学模型,并把U型埋管回水温度与建筑物负荷结合起来,首次建立了地源热泵系统动态模型.根据模型可以得到一个周期地源热泵间歇运行工况土壤的温度分布、每米换热量和热作用半径等参数.     

地源热泵地埋管温度场研究分析

地源热泵研究中的重点问题是地下埋管换热器在土壤中的传热过程,在既有传热模型的基础上,建立了地下埋管换热器管群及周围土壤温度场的数学模型,利用FLUENT软件进行地下埋管换热器管群换热及土壤温度场的模拟,分析总结换热器循环水的进口温度、进口流速、地下渗流等因素对地下埋管换热器换热性能的影响。     

U型管式换热器的设计与校核

经过工艺结构尺寸的计算、热流量的核算、壁温的核算、计算换热器的内流体的流动阻力、零件的计算及换热器的检验和验收几大步完成了换热器的设计。该设计换热器具有一般换热器都有的效率且只有一个管板,换热管为U型,管子两端固定在同一管板上,管束可以自由伸缩,当壳体与U型换热器有温差时,不会产生温差应力;其次该设计采用计算机编程进行辅助计算,优化了换热器的结构尺寸。     

基于线热源模型岩土热物性参数计算方法——以贵阳市开磷城项目为例

地源热泵系统,最主要的就是地埋管换热器的设计;而地埋管换热器的关键,就是确定岩土的热物性参数。结合贵阳开磷城地源热泵系统,基于线热源模型探讨地源热泵系统热响应测试的原理、计算方法和数据处理。分析得出区域内岩土导热系数为10.49W/(m·℃),容积比热容为6.36×106J/(m3·℃);钻孔延米换热量夏季为137.48W/m,冬季为72.85W/m。数据显示该项目适宜采用地源热泵系统。     

中浅层同轴套管式换热器的传热能力分析

随着我国“双碳”战略目标的实施,地热能作为可持续开发利用的清洁能源也备受推崇。目前关于地热能开发利用的研究主要集中于浅层地热能和中深层地热能,对于中浅层地热能(200～500 m)研究较少,而利用中浅层地热能进行供暖与制冷也缺乏相关的工程案例和理论研究支持。本文基于河北省邯郸市某建筑物空调冷热源项目中施工的300 m地热井,开展了中浅层同轴套管式换热器的传热实验与理论分析研究。首先,对换热器的结构形式、施工工艺、换热特性等进行研究,根据建立的换热器开展了5种不同工况的现场传热测试,获取了相关的热物性参数;其次,通过分析中浅层地热能的特点,研究换热器换热内外不同的传热规律和循环方向,基于已有的浅层地埋管和中深层同轴管传热模型,创新性建立了针对中浅层套管式换热器冬夏两季的传热模型,通过相应的控制方程对传热模型进行模拟分析,并将模拟数据与实验数据进行了对比,校核了传热模型的准确性;最后,根据建立的传热模型对换热器进行了全年的模拟计算,获取了冬夏两季不同流量的进出口温差及换热量,岩土体温度横向、纵向的变化等参数,为进一步改进中浅层同轴套管式换热器结构以及室外埋管系统的设计与优化提供理论依据和技...     

不同深度的地埋换热孔换热功率分析

本文介绍了在天津地区同一个试验场中,同一台岩土热物性测试仪,在外界温度相差不明显的条件下,对60、80、100、120和150m,5种工程上常用深度的单U、双U型地埋管进行测试.数据表明,同样深度的双U埋管的取热量比单U埋管取热量高9.91～37.75％,同样深度的双U埋管的排热量比单U埋管排热量高0.9～35.6％,...     

钛制U形管换热器的设计

对于管道壳程金属平均壁温相差较大或者壳程介质易结垢需要清洗的一般选用U形管换热器,特别是对于管程流经清洁而不易结垢的高温、高压、腐蚀性大的物料更应该选用U形管换热器,且考虑介质腐蚀大多关键设备选用钛材。对钛制U形管换热器进行设计阐述,主要包括材料的选择、结构设计、强度设计,以及制造检验要求等。     

12507回采工作面上隅角瓦斯治理经验介绍

山西西山煤电集团屯兰矿属于煤与瓦斯突出矿井,回采工作面均采用U型或Y型通风系统,随着工作面尾巷的取消,U型通风系统的上隅角瓦斯治理难度加大,普通埋管抽采无法有效缓解上隅角瓦斯频繁预警,提出采用新型U型低位瓦斯治理巷模式,实现了高瓦斯区域低瓦斯状态生产的安全局面,保障了上隅角瓦斯治理效果.     

地源热泵系统地层埋管换热实验分析

地源热泵系统就是利用地层岩土蓄冷或蓄热,通过植入到地层中的埋管换热器与岩土进行热量交换实现热泵运行,地层温度稳定,影响因素较少。文章介绍了邢东矿安全生产调度指挥中心大楼中央空调系统的设计、实施及效果,通过热工实验测试数据证明地层埋管、换热无论是冬季取热还是夏季冷却,运行稳定,效果较高。     

燃气锅炉燃烧过程中余热回收利用研究

对燃气锅炉燃烧过程的余热进行回收是未来发展的必然趋势.在对天然气基本特征进行介绍的基础上,分析了排烟温度对余热回收中的冷凝率和锅炉供热效率的影响情况,发现存在反比例关系,而空气含湿量对水蒸气露点温度具有促进作用,有利于水蒸气热量的冷凝回收.设计了一种余热回收装置,包含1个间接式换热器和2个直接接触式换热器,对换热器的基...     

一种寒区地温能高效换热器的研制

随着近年来地温能开发利用的不断发展,地源热泵系统关键部分的换热器的形式和种类也在增加。与此同时,在寒区地温能开发利用方面,由于传统换热器在结构设计及使用上的一些缺陷,使寒区地源热泵系统很难达到设计工作目标,急需研制一种适应寒区地温能采集的经济、高效的换热器。因此,根据寒区地质条件特点和对换热器的性能要求,研制了一种寒区地温能高效换热器。介绍了该换热器的结构形式、技术参数、安装应用等情况。     

加筋土挡墙优化设计及破坏形式试验研究

加筋土挡墙是一种新型的挡墙形式,与传统的混凝土挡墙相比,具有成本低、环保、抗震性能好等优点。运用库仑土压力定理分析水平加筋土强度与稳定,对某加筋土挡墙进行设计。为验证上述优化设计方法的正确性,并探究不同情况下挡墙的破坏形式,共进行3次模型试验。通过模型试验对比分析2种不同工况下加筋土挡墙破坏形式,筋材较少时,加筋土挡墙发生位移破坏;筋材较细时,加筋土挡墙发生倾覆破坏。提出加筋土挡墙筋材合理分布形式与筋材宽度,通过上部筋材反包形式使筋材抗拉强度得到更充分的发挥。     

取热区蜂窝陶瓷几何特性对换热器取热率的影响

在实验验证数学模型有效性的基础上,数值研究了立式蜂窝陶瓷填充床内取热区蜂窝陶瓷几何特性对填充床内置换热器取热率的影响。热风从取热区下侧的蜂窝陶瓷流出后进入的取热区阻力不匹配,热风会重新分配,一部分进入换热器内置空间,与换热管外壁进行直接的对流换热,另一部分进入取热区蜂窝陶瓷将其加热后与换热管外壁进行辐射换热,取热区蜂窝陶瓷的几何结构影响取热区热风阻力不匹配程度与热风分配,最终影响到换热器取热率。计算结果表明：沿热风流动方向上取热区蜂窝陶瓷几何特性尺寸增大时,换热器取热率减小;垂直热风流动方向上取热区蜂窝陶瓷的两个几何特性尺寸增大时,内置换热器取热率呈现先增大后减小趋势。     

固定管板式换热器应力的有限元分析

应用ANSYS有限元软件,建立了某固定管板式换热器的结构分析模型,对3种操作工况下换热器的应力场进行了计算,并校核了其中的危险工况。结果表明:受热载荷作用的换热器,最大应力在管板与管箱内壁面的过渡圆角处;"表皮效应"使距壳程侧2 mm处管板上的应力最大;换热器的各部件安全裕度均大于2,常规设计方法过于保守。     

地下同轴套管式换热器取热工况热响应实验分析

地源热泵系统凭借其节能和环保的特性,一经问世就迅速吸引了全世界的目光,成为了一个非常热门的研究课题。换热器的传热效率一直是地源热泵技术研究的主要问题之一,通过对比传统的单U型换热器,对新型的同轴套管型换热器的取热工况进行试验研究,并对采集的数据进行分析讨论,说明其具有良好的传热效果。     

燃煤电站中锅炉燃烧烟气余热节能分析

根据我国现有1 000 MW典型发电机组数据,从热力学角度定量分析了4种典型的烟气余热回收方案。对4种方案的烟气余热回收净输出功和标准煤耗率、热回收换热器的传递面积和烟气压降引起的引风机功增量进行了分析。对热回收方案进行了技术经济分析,充分考虑了因节能而降低的燃料成本、热能设备投资成本等多种因素,提出了优化设计参数的建议。结果表明,由于高段蒸汽替代方案换热面积较大,烟气压降因温差较低而减弱,采用高段蒸汽替代方案比低段蒸汽替代方案可以获得更高的节能效果以及烟气余热回收的节能效益。从技术经济的角度出发,烟气余热回收系统的高级蒸汽替代方案的性能并不总是随着回收热的增加而提高,而是存在一个最佳性能点。     

热泵密集烤房节能应用分析

针对目前烟草烘烤存在的问题,介绍了高温空气源热泵在烟草烘烤中的应用,通过创新优化设计,建立节能型热泵烤房系统,通过实物烘烤试验研究,分析热泵密集烤房烘烤节能及烤烟品质影响,为热泵密集烤房经济运行、应用推广提供基础资料,并提出应用综合节能技术的途径。研究表明,利用空气源热泵对烟叶烘烤具有可行性,实现节能减排、降低烟农工作强度。     

不锈钢换热器在矿井救生舱中的应用

矿井救生舱是与外界完全隔绝的密闭空间,人员在内部生存会产生热、湿,导致舱内温度、湿度升高,危及人员生命安全,因此,制冷系统是矿井救生舱内生命保障系统的关键组成之一。设计了一套适合于开式二氧化碳制冷系统的翅片式不锈钢换热器,试验研究表明,电加热器加热功率1 500 W,模拟人员舱内温度和湿度分布维持在30.3 ℃和77.5%。考虑换热器的换热性能、安全性能及材料成本等因素,与同换热面积的紫铜换热器相比,不锈钢换热器综合性能最佳。     

煤矿乏风瓦斯流入特性对填充床内置换热器取热的影响

在实验验证数学模型有效基础上,研究了气体流入特性对煤矿乏风氧化床内置换热器取热的影响,结果表明:填充床内置换热器取热率随床层入口气体质量流速均匀性指数的下降而减小,蜂窝陶瓷的存在导致气体流动单向导通、增大床层物理流速及辐射面积,使床层入口气体质量流速均匀性指数减幅相同时填充床内置换热器取热率减小幅度要比空床换热器大;床层入口气体平均质量流速不变时,内置热器取热率随床层入口气体温度均匀性变差而减小,温度分布不均同时引起流速分布不均,温度分布不均引起的取热率下降幅度要明显大于相同平均质量流速、温度下床层入口气体流速不均引起的取热率下降幅度;对于立式氧化床,各部分气体由于温度不同导致的浮力大小不同以及气体所受浮力由于进风方式不同导致的对流动影响差异,换热器取热率也随之发生变化,随着床层入口气体平均温度逐步升高,进风方式对取热率影响越来越明显。