真空多层绝热式啤酒贮罐保温性能的分析计算

真空多层绝热式生啤酒贮罐是一种无需任何制冷装置、结构简单的销售贮酒罐。通过对该结构传热过程的分析和合理假设,将复杂的非稳定传热计算按稳定传热处理。     

考虑损伤的非等压隧道抗力系数计算

围岩抗力系数是结构设计非常重要的一个参数,Mogi-Coulomb能够较好地反映真三轴条件下中间主应力的影响。基于Mogi-Coulomb准则和弹塑性模型,在合理考虑岩石损伤的情况下,推导出圆形隧洞在非均匀应力场下的围岩抗力系数,更贴近隧洞开挖后的围岩真实状态。推导出围岩抗力系数计算公式,并结合实际工程算例分析了侧压力系数、损伤变量、极轴夹角和剪胀系数对围岩抗力系数的影响。结果表明：围岩抗力系数随着极轴夹角和侧压力系数的增大逐渐减小,且减小幅度越来越小。隧洞岩石的损伤会严重影响围岩抗力系数的计算,围岩抗力系数随着损伤变量的增大而减小,导致围岩的承载能力降低,对隧洞稳定性产生不利的影响。     

巷道围岩卸荷应力波传播及垮塌过程模拟

采用提出的连续-非连续介质方法,对逐步卸荷条件下圆形巷道围岩中应力波传播、压缩位移控制加载条件下圆形及矩形巷道围岩的变形-开裂-垮塌过程进行了模拟.通过将逐步卸荷条件下圆形巷道围岩的径向及环向应力的数值解和解析解进行对比,验证了本文方法连续介质部分的正确性;研究了卸荷时间及局部自适应阻尼系数对卸荷过程的影响;给出了巷道围岩中应力波传播过程及其变形-开裂-垮塌过程.计算结果表明,卸荷过程越短,围岩的动力响应越明显,围岩达到平衡状态越慢;局部自适应阻尼系数越大,围岩能量消耗越快,越有利于围岩的快速平衡,但越不利于应力波在围岩中传播;当加载的位移达到一定值时,围岩开裂,一些单元从巷道表面脱离,顶板冒落,底板底鼓,随后,许多单元被挤入或落入巷道内,最终导致围岩垮塌.     

真空多层绝热式啤酒贮罐保温性能的分析计算

真空多层绝热式生啤酒贮罐是一种无需任何制冷装置、结构简单的销售贮酒罐。通过对该结构传热过程的分析和合理假设 ,将复杂的非稳定传热计算按稳定传热处理。计算结果表明 ,温度为 4℃的啤酒 ,在环境温度为 37℃的条件下贮存 7d ,酒温升高不到 3℃ ,该结构型式的贮罐绝热保温效果显著。文中还对影响贮罐绝热保温性能的主要因素 ,夹套内真空度、绝热层的材质、层数、厚度、热桥材料的选用等进行了分析。     

热水地板取暖设备的研究

本文对复合材料板块制成的热水取暖设备的热性能进行了研究，建立了稳定传热模型，并通过模拟实验及理论解析对该模型进行了验证。     

民用保温建筑加气混凝土外墙所需热阻及厚度的确定

冬季采暖建筑的外围护结构应具有较好的保温性能。轻质加气混凝土外围护结构除应具有大于最低限度的热阻,以满足在稳定传热条件下建筑保温的要求,不使围护结构内表面结露外,还应使其具有必要的热稳定性,以保证在非稳定传热条件下,即在供热不均的情况下,外围护结构各部位的内表面不结露和室温波动不大,以满足人体卫生、延长建筑物的使用寿命、经济合理和节约能源的要求. 本文仅就如何按稳定传热(放热均匀的连续供热)的低限热阻要求,以及按非稳定传热(间歇供热及放热不均匀的连续供热)的必需热阻要求,确定加气混凝土外墙的最低厚度提出分析意见,供建筑热工设计参考.     

基于收敛约束法和岩石整体破坏准则的非圆形隧洞初始支护距离（英文）

在地下隧洞开挖过程中,为了充分发挥围岩的自承能力,掌子面附近初期支护距离的选择至关重要。在这项研究中,提出了一种直观、快速的隧洞初期支护距离的确定方法。首先,基于收敛约束法,将非圆形带衬砌隧洞的解析解与可视化Tecplot软件相结合,构建三维空间力学模型。然后,根据岩石整体破坏准则,计算硬质围岩隧洞的破坏倾向系数,并输出其空间分布图。在此基础上,定义隧洞的关键破坏位置,并建立隧洞关键破坏位置的破坏趋势系数与其距工作面的距离之间的关系。最后,将与临界失效趋势系数对应的工作面距离作为最佳支护距离。以实际工程为例,应用该方法成功地确定了合理的初始支护距离。此外,还发现硬质围岩隧洞的稳定性在距工作面1.0D(D为隧洞断面最大距离)范围内迅速下降,在1.0D范围外趋于稳定。     

采用总荷载不变法的非静水压隧道摄动拓展解

为描述实际地应力场下隧道塑性区演化规律和支护设计原则,基于Mohr-Coulomb准则和弹-脆-塑性模型,采用总荷载不变法并引入弹性区应力摄动解,建立了非静水压力下圆形隧道水平轴和竖向轴处的塑性区半径方程,继而利用几何相似原理拓展至其他方位角处,并与文献总荷载不变法(以应力基尔希公式为基础)、Kastner法、复变函数法和实测数据进行对比,结合非关联流动法则推导塑性区位移解析解,探讨侧压力系数与脆性软化对隧道塑性区边界线、塑性区位移分布和围岩特征曲线的影响特性。结果表明：相比文献总荷载不变法和Kastner法,2阶摄动解作为非静水压圆形隧道的弹性区应力表达式更合理,且得到复变函数法的正确性验证;侧压力系数对隧道塑性区边界线的形状和范围均有明显影响,需针对具体方位角选择支护类型和尺寸以调控收敛约束交点处的支护压力与围岩稳定变形;隧道塑性区半径和洞壁位移随围岩峰后强度的降低而显著增加,宜使用弹-脆-塑性模型构建围岩特征曲线。     

层状地层中矩形隧洞围岩应力及位移

为从理论上探析层状地层中隧洞围岩应力和位移求解问题,基于Покровский当层法理论,将层状地层转化为均质地层,再利用复变函数将坐标平面z上均质地层中矩形隧洞映射为复平面ζ的单位圆。首先,针对浅埋隧洞,阐述计算其应力及位移的方法;其次,针对深埋隧洞,通过求解解析函数Φ(ζ)和Ψ(ζ),得出层状地层中深埋矩形隧洞围岩应力,进而获得围岩应变和位移;最后,针对某具体矩形隧洞,借助MATLAB软件求解其解析函数Φ(ζ)和Ψ(ζ),研究围岩侧压力系数、边界力和隧洞高宽比等对隧洞围岩应力的影响。     

齿轮几何系数线图的解析式

本语文用数学知识将齿轮几何系数系数线图转化成解析式。该式在正常的应用范围内的计算误差均小于１％。可以替代依靠查齿形系数，应力修正系数线图获得数据的传统方法。     

单井地热供暖关键因素分析

基于地热井内流体的流动换热方程以及岩石的能量方程,研究井直径、岩石导热系数、井深和地温梯度对采出水温度和采热功率的影响. 结果表明：单井采出水温度、采热功率和岩石温度场均随时间衰减,第1、10、20个供暖季对应的平均采热功率分别为755.01、660.02、639.42 kW,上述数据可用于热泵选型. 对于20 a的供暖期,当两井间距为200 m时不会产生热干扰;岩石导热热阻远大于井内对流热阻和井壁导热热阻,降低岩石的导热热阻是提高采热功率的最有效手段;增加井直径和岩石导热系数可以降低岩石导热热阻;岩石导热系数每增加0.5 W/（m·K）,采热功率增加100 kW;增加地温梯度和井深可以增大岩石和流体之间的传热温差,提高采热功率;地温梯度每增加10 K/km,采热功率增加213.54 kW.     

闭环地源热泵系统建模

目前国内对地源热泵的研究多集中在地热换热器的传热模型理论研究方面,而对地源热泵系统整体性能的研究则局限于实验测试,因此迫切需要建立一个地源热泵的系统模型来进行系统的优化设计和系统性能预测.采用理论解析方法建立了竖直U型埋管地热换热器的准三维模型,该模型考虑了两支管间的热短路问题,比现有模型更接近于实际工程.采用确定性模型法建立了热泵机组的模型,然后通过能量和质量守衡方程式建立了系统动态耦合模型.利用该模型即可预测在不同的地热换热器配置情况下,地源热泵系统的各项性能.试验表明,该系统模型预测结果与实测值吻合的较好.     

地热利用中的地温可恢复特性及其传热的增强

在地源热泵(GSHP)地能利用中,通过可控间歇过程,恢复地下温度,弥补土壤传热慢的不足。间歇过程可使热量充分扩散及地温得以恢复,提高地下换热负荷,以最少的井孔数布置,最大程度地发挥每一换热单元的换热能力。间歇时间可能改变温度变化的规律和趋势,实现良好的热泵机组运行工况以及系统的配置运行。因此,所提出的可控间歇技术对未来利用和发展地能供热供冷系统具有重要意义和实用价值。     

垂直埋管地源热泵的圆柱面传热模型及简化计算

讨论了垂直埋管地源热泵地热换热器的传热模型,采用拉普拉斯变换法,给出了一维圆柱面模型的解析解。将该解析解与目前常用的线源模型解做了比较,指明当傅里叶数较大时,线热源的解趋向于圆柱孔的解,可以较好的模拟地下传热过程,而在傅里叶数较小时,线源模型解相比于圆柱模型解,有一定的时间延迟,误差较小;与常热流半无限大平壁解的比较,得到了小傅里叶数时该解析解的近似公式,该近似公式适用于工程应用,算法简单可靠。     

龙门地热田温热水成因探讨

根据地面调查和勘探资料,作者系统地分析了龙门地热田的构造特点、温热水的分布及水化学特征,指出龙门地热田温热水的分布具有两个特点:一是在地热田的南部主要受F1断层的控制呈线状分布;二是在地热田的北部由于F41断层与F1断层相交和滑动构造(HF3)的共同作用,呈面状分布.温热水的形成是热源、构造、盖层以及热储层等因素最佳配套的产物.地热田的南部,沿F1断层带是寻找温热水的主要场所;北部、北西部,F1断层带、F41断层带、滑动构造(HF3)分布区均是温热水赋存的有利地段.     

低温地热能液体除湿与热泵空调联合运行分析

为提高低温地热水资源夏季供冷能效,结合地热冬季用水源热泵,提出了地热能液体除湿、热泵供冷的联合运行空调系统。通过编制水—水热泵模拟程序,计算得出了热泵在制取高温冷冻水工况下的运行参数,同时对地热能液体除湿的可行性方案进行了分析,进而对整个系统能效及运行经济性做出了判定,指出地热能液体除湿与热泵空调联合系统将是目前低温地热供冷的最佳模式。     

采空区热风散热量的解析

本文从对高温采面热力参数实测入手，分析了采面重要热源采空区热风的分布及变化规律，求解了在采空区热风影响下的不稳定换热系数Ｋτ与当量氧化散热系数ｑｏｘ，从而可以比较准确地计算来面热源的总散热量。     

估算空间辐射器传热效率的平均法

为了对辐射器传热效率进行有效评估,从局部肋效率公式入手,通过肋根温度和等效热沉温度的平均,获得流体回路-热管混合式辐射器的系统传热效率的解析公式.与数值计算结果进行比对分析,证明两者的偏差小于7%.该公式避免了复杂的数值计算,可用在工程计算中对空间热辐射器的系统传热效率进行评估.     

化学刺激技术在干热岩储层改造中的应用与最新进展

干热岩是一种没有水(或含有少量水而不流动)的高温(>180 ℃)岩体,多为变质岩或花岗岩,岩性致密,很少存在孔隙或裂隙,渗透性极差。增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)是利用水力压裂、化学刺激等措施形成人工地热储层,通过注入载热流体从低渗透性干热岩中经济有效地开采出热能的人工地热开采系统,是开发干热岩型地热资源的有效方法。增强型地热系统成功的关键在于可控性良好的储层改造手段,化学刺激即为储层改造常用的方法之一。通过回顾国内外有关增强型地热系统储层改造中化学刺激技术研究的最新成果,总结了实际应用化学刺激技术的增强型地热系统工程经验。结果表明:增强型地热系统中采用的化学刺激剂多数为酸性化学刺激剂,其中螯合酸具有阻垢性、缓速性、催化性、二次沉淀少、腐蚀性弱等优点,能够实现深穿透、低伤害的储层激发; 单一的碱性化学刺激剂(NaOH和Na₂CO₃)的室内实验结果较为理想,但是场地应用效果并不令人满意,添加了NTA、EDTA等螯合剂的碱性化学刺激剂可减少次生沉淀的生成,从而取得良好的储层改造效果。最后,针对青海共和盆地正在开展的干热岩开发示范工程项目,提出热刺激和碱性化学刺激联合的储层刺激工艺,该工艺有可能在深部高温岩体中产生改造体积更大的地热储层,提高储层改造的效果。     

竖直埋管地热换热器的稳态温度场分析

对竖直埋管在半无限大介质中的稳态传热模型进行了分析讨论。采用虚拟热源法有线性迭加原理给出了其解析解，并绘制了其相应的温度分布曲线图，指出了现行教科书中由于混淆淆绝热边界条件与等温边界条件而得出的关于该问题的错误结论。针对工程实际提出了孔壁中点温度和积分平均温度这两个地热换热器孔壁代表性温度的定义，给出了两者的适用于工程应用的简明计算公式，并对两者进行了比较。基于以上分析，进一步讨论了全年冷热负荷不平衡地热换热器长期性能的影响。