太阳辐照下湿份分层土壤中热湿传输的数值模拟

考虑温度对土壤湿分迁移的影响，建立描述存在干饱和层时的土壤热湿传递的数学模型，并就自然环境和恒定太阳辐照下两种情况进行数值模拟，获得不同环境条件下土壤中温度和湿分分布以及水分蒸发的动态特性，分析干饱和土壤层对土壤热湿迁移与水分蒸发以及温度对土壤湿分传输的影响。     

五道梁地区土壤热状况的讨论

利用五道梁1994-1999年之辐射观测资料及0cm地温资料，结合五道梁附近的较深层的地温观测资料，从土壤温度梯度、土壤热通量、土壤导热率、地表净辐射、季节性冻土的融化深度以及2．0m地温的变化等方面分析了五道梁地区的土壤热状况。通过计算分析，得到(1)该地区土壤温度梯度5至8月份为负，10月份至来年3月份为正；(2)土壤热通量的变化规律与土壤温度梯度一致；(3)土壤导热率呈双峰型，4月份最大，9月份次大；(4)土壤温度梯度与地表净辐射负相关，线性相关系数达-0．95；(5)季节冻融层的融化深度有增大的趋势；2．0m处地温有增大的趋势。     

土壤高温蓄热过程中热湿传递特性的数值研究

建立了一维土壤高温蓄热热湿传递模型,采用控制容积法对模型进行离散处理,利用Matlab软件编程求解,计算分析了热源温度和土壤初始含水率对土壤温湿度场分布的影响,探讨了地下土壤热湿传递特性及水分迁移规律。     

土壤高温储热条件下热湿迁移过程的实验研究

建立了土壤高温储热热湿迁移过程的实验装置,对不同储热温度和初始湿度下的土壤温度场、湿度场及地下换热量等动态特性进行了实验分析。实验结果表明:储热温度和初始湿度是影响土壤高温储热热湿迁移过程的重要因素。在高温储热条件下,温度场和湿度场之间具有十分强烈的关联性,且在靠近热源的地方易出现湿度峰值和温度峰值现象,湿度场的稳定时间整体上略滞后于温度场。在大尺度上,热湿迁移倾向于同时沿重力和径向方向进行,此效应对热湿迁移过程也具有较大的影响。     

太阳辐照、大气对流下未饱和土壤中热质迁移过程的实时仿真研究

建立了太阳辐照、大气对流下土壤水、盐、热迁移过程的数学模型,在此基础上成功一套面向用户的土壤热质迁移动态过程实时仿真软件,该软件采用菜单化、图形化设计,具有界面直观优美、功能多、精度高、速度快、使用方便和易于扩展的优点,并能在配置较简单的微机上运行,具有较大的实用价值。     

太阳辐射对沙土内部热湿迁移过程影响的实验研究

通过机理分析及实验研究，探讨了不同太阳辐照度下非饱和沙土内部热湿迁移的规律。     

地埋管换热器周围土壤热湿迁移的实验研究

文章搭建了土壤热湿迁移实验装置,并利用该装置研究了不同进口流体温度、土壤体积含水率条件下,地埋管换热器周围土壤温度场、湿度场的变化特性。分析结果表明:随着进口流体温度逐渐升高,土壤温度、湿度的最大值均逐渐升高,土壤温度、湿度的下降速率逐渐加快;土壤的初始体积含水率越大,热源对土壤温度的作用半径越大,当土壤的初始体积含水率分别为0%,35%时,热源对土壤温度的作用半径分别为280,380 mm;当土壤与地埋管之间的径向距离为0～225 mm时,土壤含水率主要受温度梯度的影响,随着该径向距离逐渐增加,土壤含水率逐渐升高,当土壤与地埋管之间的径向距离为225～380 mm时,土壤含水率会受到温度梯度与含水率梯度的共同作用,使得水分逐渐向热源方向逆向迁移,当土壤与地埋管之间的径向距离为225 mm时,土壤含水率出现峰值,当土壤与地埋管之间的径向距离大于380 mm时,温度梯度对土壤水分迁移的影响逐渐减弱,土壤含水率逐渐降低,当土壤与地埋管之间的径向距离为525 mm时,土壤含水率保持稳定。     

含湿土壤的热物理性质研究

在多组分随机混合模型的基础上,得到由组分物性和体积分数预测多相系多孔介质有效导热系数的方法。通过与实验数据的对比,验证本文提出的模型能较好地预测含湿土壤的导热系数。研究了影响湿土壤热物性的因素,结果表明土壤的热物性与土壤类型、孔隙率、水分饱和度和水的物态密切相关。比较分析了土壤在未冻结和冻结状态下的热物性差异及变化规律。     

地源热泵间歇运行下土壤热湿迁移的实验研究

建立地埋管换热土壤热湿迁移过程的实验装置,对地源热泵间歇运行时不同进口流体温度及不同土壤体积含水率下土壤温湿度场的变化特性进行实验研究.实验结果表明:间歇运行时,入口流体温度的升高会使土壤温度最大值升高,但不利于土壤温度的恢复,土壤体积含水率的增加在一定程度上有利于地下换热和土壤温度的恢复.系统开机后存在土壤温度上升的...     

土壤高温储热热湿迁移过程的初步研究

初步建立了土壤高温储热热湿迁移过程的数学模型,并进行了数值求解.结果表明,土壤热湿迁移过程中的湿度场稳定时间明显滞后于温度场,且与土壤类型和水力传导特性等有关.对于水力传导性较差的土壤,在高温储热初期,靠近热源的地方容易产生湿份聚集,使得湿度曲线出现一个短期峰值.与低温储热相比,土壤高温储热时湿度迁移对温度场的影响较大,温度场呈整体降低趋势,降低幅度顺序为:砂土>壤土>粘土.在该文模拟条件下,粘土的热湿迁移过程对于初始湿度的变化不敏感,而砂土的热湿迁移过程则依赖于初始湿度,且影响程度随着初始湿度的增加而增大.     

土壤恒温层温度及深度研究

根据能量守恒定律,证明了土壤恒温层温度等于年均气温,并且用4座城市的土壤恒温层温度与当地年均气温进行对比,验证了此结论。利用土壤自然温度场模型,推导出土壤恒温层深度的计算公式。定量分析了影响土壤恒温层深度的5种因素,得出了土壤恒温层深度主要受大气温度年振幅(Tamax-Tam)、恒温层温度振幅(ε)及土壤导温系数(a)3种因素影响的结论。     

不同环境条件下土壤温度日变化的计算模拟

应用多孔介质中传热传质的数学模型，对夏天和冬天，环境风速分别为4m／s和1m／s以及环境相对湿度分别为35％和85％这3种情况下高为500mm，半径为250mm的圆柱土壤床中温度的日变化进行了比较。根据数值模拟的结果绘出土壤中不同深度处温度的日变化曲线表明：(1)土壤中各点的温度随气温和土壤表面获得的辐射能的周期性变化而呈周期性变化；(2)随着深度的增加，土壤温度受气温和太阳辐射的影内变小，温度变化的滞后效应越来越明显；(3)在夏天，一天的大部分时间土壤表层的温度高于深层的温度，冬天则恰恰相反；(4)风速对土壤表层的温度影内较大。风速越大，土壤温度降低得越多；(5)干燥气候下，由于土壤水分的蒸发制冷作用，一天中土壤各点的温度低于湿润气候下相应各点的温度，土壤表层尤为明显。     

除湿条件下波纹通道内对流传热传质的数值研究

通过数值计算对紧凑换热器一种波纹翅片通道内除湿条件下周期性充分发展的对流传热传质情况进行数值研究。计算采用曲线坐标系下压力与速度耦合的SIMPLER算法,湿空气流动Re数的范围为100～1100,Pr数为0.71,Sc数为0.61。讨论了不同波纹高度、波纹间距对阻力与换热的影响,给出了不同Re数下的浓度场,并对动量、传热及传质进行了定量比较分析。计算结果表明,整体Nu数及fRe数随着波纹高度的增加或波纹间距的减小而增加;浓度随着Re数的增加沿着流动方向迅速降低;计算能较好的满足Chilton-Colburn相似,表明传热特性均可类推到传质特性中去。     

土壤温度和水分日变化实验

在露天和温室两种条件下 ,对 2 0 0mm× 5 0mm (高×半径 )的土壤床中温度和水分的日变化规律进行了实验研究。结果表明 :1)土壤温度随着太阳辐射和大气温度的周期性变化而呈现出周期性变化 ,随着深度的增加 ,温度变化的滞后效应越明显 ;2 )夏天的白天大部分时间中 ,土壤浅层的温度高于深层的温度 ;从下午的某个时间至第二天日出 ,这种现象则相反 ;3 )云层夺太阳幅射的阻挡 ,对土壤表层的温度有较大的影响 ,而对较深处影响不大 ;4)由于有遮阳设施 ,温度中土壤的最高温度要比露天情况下低 ;5 )从傍晚开始 ,土壤中的水蒸汽出现冷凝 ,浅层土壤中水蒸汽开始冷凝的时间比深层早 ,露天下土壤中水蒸汽的冷凝现象比温室中更明显     

屋面被动冷却蒸发层温度波衰减

有含湿砂层存在的被动蒸发冷却屋面的温度波衰减，在本质上不同于干燥状态情况。该文研究了含湿砂层蒸发过程的温度波衰减，获得了含湿砂层常温工况下的蓄热系数和热惰性指标，该指标可用于含湿砂层的构造体系的衰减度计算。     

叉流高效降膜蒸发器传热传质规律研究

建立了描述叉流式和膜蒸发过程的理论模型,预测结果与实验基本相符,在分析和探讨蒸发器传热传质规律过程中,发现根据入口水温的不同,蒸发器可分别用于蒸发冷却和海水淡化,从蒸发冷却和加热蒸发两个角度讨论了气流,水流及蒸发器结构参数对系统性能的影响,为蒸发器的优化设计奠定了基础。     

大气对流对土壤内热湿迁移影响的实验研究

对土壤内热湿迁移过程进行了研究,通过对土壤内热湿迁移机理分析,根据质量守恒和能量守恒原理,建立了土壤非饱和区热湿迁移的理论模型,对大气对流环境条件下砂土内热湿迁移过程进行了实验研究,实验测量和数值计算,获得了不同大对流速度作用下土壤中温度,含水率分布以及水分蒸发强度的变化。