含湿土壤热湿迁移敏感性规律的研究

发布时间：2020-02-10 22:56

【摘要】：地源热泵技术是在能源与环境问题的大背景下迅速发展起来的一门充分利用可再生能源的绿色节能、无污染的既能用于冬季供暖又能用于夏季制冷的新型空调技术。浅层地源热泵技术被认为是能够有效利用地热能的技术,具有较好的经济性,地下埋管储热应用范围比较广泛,探索含湿土壤热湿迁移敏感性规律对于地下埋管在土壤储热问题上的优化设计及应用具有重要的工程实际意义。本文建立了研究土壤热湿迁移的一维试验装置。在含湿土壤的物理性质和水动力性质的理论和试验测试研究的基础上,分析得到不同初始体积含水率条件下含湿土壤热湿迁移的敏感性规律,并重点分析了土壤中水分的重力作用对迁移规律的影响;在试验基础上建立了相应的纯导热和热湿迁移模型,并利用FLUENT模拟软件,采用有限体积法针对两种数值模型进行了求解。研究表明,低温储热条件下,水分的迁移不明显,导致土壤的物性变化较小,最终使得三种模型的数据结果相差较小;而在高温储热条件下,水分迁移使得各相传热传质过程中表现出多机制多效应的强烈耦合性,导致土壤的各个物性发生变化,尤其在近热源15cm范围内,水分迁移表现出明显的敏感性规律;当土壤初始体积含水率小于15%(饱和度为40%)时,储热整体温度场与初始含水率成正比,并且水分的重力迁移作用对于储热温度场的影响较小;初始体积含水率在25%(饱和度为67%)范围内,温度场随着含水率的增加逐渐增大,有利于土壤的储热,高于25%后土壤整体温度场随着含水率的提高增加不明显。高含水率工况下,由于温度和温度梯度引起的土壤水分蒸发扩散冷凝的迁移过程大大地被削弱,水分迁移引起的能量迁移影响作用减弱。
【图文】：

第三章 水分迁移敏感性试验探究 在恒温实验室建立了一维含湿土壤热湿迁移试验台，以中砂作为试验材料，重对不同初始体积含水率下土壤储热过程中的温湿度场的变化规律进行了探究，同时虑重力这一因素对迁移规律的影响，，旨在为数学模型的建立提供可靠的数据支撑和证。§3.1 试验装置简介整个试验系统主要由恒温热源输出装置、储热装置以及数据测量和采集装置组试验装置如图 3.1～3.4 所示

§3.1 试验装置简介整个试验系统主要由恒温热源输出装置、储热装置以及数据测量和采集装置组成试验装置如图 3.1～3.4 所示图 3.1 储热砂体简图Fig.3.1 The heat storage sand body diagram
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S152

【参考文献】

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本文编号：2578277