沙土/石墨回填土中内置扭带地埋管换热性能实验研究
发布时间：2022-10-04 11:35
浅层地热能对可再生能源在建筑的应用中具有举足轻重的地位,其中,土壤源热泵技术则是供暖和空调系统领域的关键技术之一,本文基于沙土/石墨作为回填材料,针对U型内置扭带地埋管和光滑管中流体的流动换热特性进行实验研究,分析入口温度、雷诺数、回填材料种类以及扭带插入方式等对地埋管中水的流动换热性能的影响情况,并且通过实验方法揭示石墨添加物对沙土热物性以及热湿迁移特性的影响规律。对沙土热物性的实验研究表明,沙土/石墨的导热系数、比热容均随含湿量的增加而增加,导温系数均随含湿量的提高呈先增大而后减小的趋势。在沙土中添加5%的石墨后,沙土导热系数的平均值增加42.58%,导温系数的平均值增加46.03%,表明石墨可以改善沙土的导热性能。分别获得各样品导热系数、比热容和导温系数随含湿量变化的数理关系。对沙土热湿迁移特性的实验研究表明,各沙土样品中的最终温度、温度传播范围均随着热源温度、初始含湿量的增加而增加。在沙土中加入5%石墨以后,试样整体平均温度提高2.88%,温度传播的范围增加20%左右。在沙土/5%石墨中另外添加0.3%的聚丙烯酰胺（PAM）后,试样的平均含湿量提高1.04%。并且,由于PAM的...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
物理量符号表
1 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 地源热泵系统介绍
1.2.2 沙土热物性及热湿迁移研究现状
1.2.3 地埋管换热研究现状
1.3 研究现状小结
1.4 本文研究内容
2 实验方案及理论计算方法
2.1 热物性测量
2.1.1 实验原理及实验系统
2.1.2 实验方案设计及方法
2.1.3 重复性实验及不确定度分析
2.2 热湿迁移特性
2.2.1 实验系统及工况
2.2.2 传热传湿性能评价因子
2.2.3 重复性实验及不确定度分析
2.3 地埋管流动换热特性
2.3.1 地埋管实验系统
2.3.2 实验方案及方法
2.3.3 理论计算方法
2.3.4 重复性实验
2.3.5 不确定度分析
2.4 本章小结
3 沙土热物性及热湿迁移特性影响因素的分析
3.1 热物性
3.1.1 导热系数
3.1.2 比热容
3.1.3 导温系数
3.2 热湿迁移特性
3.2.1 热扩散特性
3.2.2 湿分迁移特性
3.2.3 PAM保水特性分析
3.3 本章小结
4 内置扭带地埋管与光滑管换热性能对比分析
4.1 土壤温度
4.2 管壁温度
4.3 流体进出口温差
4.4 换热特性分析
4.5 传热准则关联式
4.6 本章小结
5 地埋管综合性能影响因素评价
5.1 地埋管流体流动特性
5.1.1 流体进出口压降
5.1.2 摩阻系数
5.2 强化传热因子
5.3 扭带插入方式对系统综合性能的影响
5.4 回填材料的种类对系统换热的影响
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简历及参与科研项目
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]光管扰流子与翅片管扰流子空气预热器的经济性分析[J]. 龙运国,颜祥富. 石油化工设备技术. 2012(03)
[2]土壤高温储热过程中的温/湿度峰值现象[J]. 王华军,齐承英,杜红普,黄斌. 太阳能学报. 2011(04)
[3]Characteristics of thermally-enhanced bentonite grouts for geothermal heat exchanger in South Korea[J]. Chulho LEE,Kangja LEE,Hangseok CHOI,Hyo-Pum CHOI. Science China（Technological Sciences）. 2010(01)
[4]超强吸水树脂与源土混合作为地源热泵供热系统回填材料的实验研究[J]. 王向岩,马伟斌,黄远峰,龚宇烈,廉永旺. 太阳能学报. 2007(01)
[5]利用探针法测定土壤的导热系数[J]. 孟凡凤,李香龙,吴晓辉,徐燕飞,柴进爱,李彦明. 绝缘材料. 2006(06)
[6]直埋闭式地源热泵回填土性能研究[J]. 庄迎春,孙友宏,谢康和. 太阳能学报. 2004(02)
[7]Efficiency of Vertical Geothermal Heat Exchangers in the Ground Source Heat Pump System[J]. Heyi Zeng Nairen Diao Zhaohong FangThe Ground Source Heat Pump Research Center, Shandong Institute of Architecture and Engineering, Jinan 250014, China. Journal of Thermal Science. 2003(01)
[8]绝热保温材料热物性的准稳态法测试[J]. 沈雅钧,金剑雄,沈晓群,杨永华. 浙江海洋学院学报(自然科学版). 2001(01)
[9]准稳态法导热系数和比热的测试[J]. 胡连方,孙芝芳. 深冷技术. 1982(04)
博士论文
[1]办公建筑中央空调系统节能运行优化研究[D]. 吴伟伟.重庆大学 2016
[2]土壤源热泵垂直地埋管换热器传热特性研究[D]. 於仲义.华中科技大学 2008
[3]土壤热湿传递与土壤源热泵的理论与实验研究[D]. 张玲.浙江大学 2007
硕士论文
[1]土壤源热泵垂直埋管换热器的换热性能研究[D]. 马凤凤.长安大学 2016
[2]竖埋管地热换热器分区运行对地源热泵系统长期运行的影响[D]. 赵金宝.山东建筑大学 2016
[3]不同埋管形式的地理管换热试验及数值模拟研究[D]. 侯儒林.南京大学 2015
[4]土壤源热泵垂直地埋管换热器传热特性研究[D]. 朱洁莲.扬州大学 2013
[5]哈尔滨地区岩土热物性分析及相关性研究[D]. 方静涛.吉林大学 2013
[6]土壤源热泵U型内螺纹管换热器换热特性的实验研究[D]. 刘瑞.西安科技大学 2012
[7]土壤源热泵系统中竖直U型埋管换热器强化传热研究[D]. 潘彦凯.郑州大学 2012
[8]热湿传递综合作用下地源热泵运行特性分析[D]. 杜梅霞.河北工程大学 2011
[9]土壤源热泵系统地理管换热器优化设计[D]. 张蓉.长安大学 2009
[10]污水源热泵系统的设计研究及污水换热器性能的改进[D]. 闫桂兰.北京工业大学 2007
本文编号：3684954
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
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致谢
摘要
ABSTRACT
物理量符号表
1 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 地源热泵系统介绍
1.2.2 沙土热物性及热湿迁移研究现状
1.2.3 地埋管换热研究现状
1.3 研究现状小结
1.4 本文研究内容
2 实验方案及理论计算方法
2.1 热物性测量
2.1.1 实验原理及实验系统
2.1.2 实验方案设计及方法
2.1.3 重复性实验及不确定度分析
2.2 热湿迁移特性
2.2.1 实验系统及工况
2.2.2 传热传湿性能评价因子
2.2.3 重复性实验及不确定度分析
2.3 地埋管流动换热特性
2.3.1 地埋管实验系统
2.3.2 实验方案及方法
2.3.3 理论计算方法
2.3.4 重复性实验
2.3.5 不确定度分析
2.4 本章小结
3 沙土热物性及热湿迁移特性影响因素的分析
3.1 热物性
3.1.1 导热系数
3.1.2 比热容
3.1.3 导温系数
3.2 热湿迁移特性
3.2.1 热扩散特性
3.2.2 湿分迁移特性
3.2.3 PAM保水特性分析
3.3 本章小结
4 内置扭带地埋管与光滑管换热性能对比分析
4.1 土壤温度
4.2 管壁温度
4.3 流体进出口温差
4.4 换热特性分析
4.5 传热准则关联式
4.6 本章小结
5 地埋管综合性能影响因素评价
5.1 地埋管流体流动特性
5.1.1 流体进出口压降
5.1.2 摩阻系数
5.2 强化传热因子
5.3 扭带插入方式对系统综合性能的影响
5.4 回填材料的种类对系统换热的影响
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简历及参与科研项目
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]光管扰流子与翅片管扰流子空气预热器的经济性分析[J]. 龙运国,颜祥富. 石油化工设备技术. 2012(03)
[2]土壤高温储热过程中的温/湿度峰值现象[J]. 王华军,齐承英,杜红普,黄斌. 太阳能学报. 2011(04)
[3]Characteristics of thermally-enhanced bentonite grouts for geothermal heat exchanger in South Korea[J]. Chulho LEE,Kangja LEE,Hangseok CHOI,Hyo-Pum CHOI. Science China（Technological Sciences）. 2010(01)
[4]超强吸水树脂与源土混合作为地源热泵供热系统回填材料的实验研究[J]. 王向岩,马伟斌,黄远峰,龚宇烈,廉永旺. 太阳能学报. 2007(01)
[5]利用探针法测定土壤的导热系数[J]. 孟凡凤,李香龙,吴晓辉,徐燕飞,柴进爱,李彦明. 绝缘材料. 2006(06)
[6]直埋闭式地源热泵回填土性能研究[J]. 庄迎春,孙友宏,谢康和. 太阳能学报. 2004(02)
[7]Efficiency of Vertical Geothermal Heat Exchangers in the Ground Source Heat Pump System[J]. Heyi Zeng Nairen Diao Zhaohong FangThe Ground Source Heat Pump Research Center, Shandong Institute of Architecture and Engineering, Jinan 250014, China. Journal of Thermal Science. 2003(01)
[8]绝热保温材料热物性的准稳态法测试[J]. 沈雅钧,金剑雄,沈晓群,杨永华. 浙江海洋学院学报(自然科学版). 2001(01)
[9]准稳态法导热系数和比热的测试[J]. 胡连方,孙芝芳. 深冷技术. 1982(04)
博士论文
[1]办公建筑中央空调系统节能运行优化研究[D]. 吴伟伟.重庆大学 2016
[2]土壤源热泵垂直地埋管换热器传热特性研究[D]. 於仲义.华中科技大学 2008
[3]土壤热湿传递与土壤源热泵的理论与实验研究[D]. 张玲.浙江大学 2007
硕士论文
[1]土壤源热泵垂直埋管换热器的换热性能研究[D]. 马凤凤.长安大学 2016
[2]竖埋管地热换热器分区运行对地源热泵系统长期运行的影响[D]. 赵金宝.山东建筑大学 2016
[3]不同埋管形式的地理管换热试验及数值模拟研究[D]. 侯儒林.南京大学 2015
[4]土壤源热泵垂直地埋管换热器传热特性研究[D]. 朱洁莲.扬州大学 2013
[5]哈尔滨地区岩土热物性分析及相关性研究[D]. 方静涛.吉林大学 2013
[6]土壤源热泵U型内螺纹管换热器换热特性的实验研究[D]. 刘瑞.西安科技大学 2012
[7]土壤源热泵系统中竖直U型埋管换热器强化传热研究[D]. 潘彦凯.郑州大学 2012
[8]热湿传递综合作用下地源热泵运行特性分析[D]. 杜梅霞.河北工程大学 2011
[9]土壤源热泵系统地理管换热器优化设计[D]. 张蓉.长安大学 2009
[10]污水源热泵系统的设计研究及污水换热器性能的改进[D]. 闫桂兰.北京工业大学 2007
本文编号：3684954
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3684954.html
