闭式中深层井下换热数值模拟与内管分段绝热影响研究

发布时间：2021-06-07 14:32

　　利用Fluent软件构建闭式中深层井下换热数值模型,研究内管绝热性和绝热段长度对换热性能的影响,结果表明:内管绝热性对深井换热性能的影响显著,当内管导热系数在低于0.12 W/（m·K）范围内减小时,出口温度及每延米换热量近似为线性增大;内管分段绝热可在保证换热效果的前提下有效减小内管绝热段长度,且对于不同井深,合理绝热比例均为0.875,绝热比例为0.875与全段绝热相比,出口温度和每延米换热量的变化量分别不超过0.48%和0.63%。 

【文章来源】：太阳能学报. 2020,41(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

内管导热系数不同时换热器内循环水沿程温度变化

深井换热是复杂的三维非稳态传热过程，主要涉及岩土的导热、内外管壁的导热、循环水与管壁间的对流换热。该换热过程所涉及的实际边界条件也很复杂，主要体现在岩土为无限大传热介质且沿深度方向温度不同，地表散热情况多变。因此，针对该换热问题，难以建立能反映所有实际情况的换热模型并求解。为了方便分析，可做合理假设和简化如下：1）岩土质地均匀，各向同性且热物性恒定；2）忽略岩土中地下水对流传热和孔隙中传热的影响，只考虑导热；3）忽略固井材料等的影响，将其导热系数视为与岩土相同；4）忽略地表散热和换热器底部大地热流的影响[6]。模型忽略井底流动，将内管进口温度与外管出口温度等同。又由于深井换热器具有周向轴对称几何结构，可将三维传热问题简化为考虑径向和轴向的二维传热问题，简化后模型如图1b所示。2 深井换热数值模型及验证

出口温度模拟值与实验值的对比

【参考文献】：
期刊论文
[1]深井换热技术原理及其换热量评估[J]. 孔彦龙,陈超凡,邵亥冰,庞忠和,熊亮萍,汪集暘.  地球物理学报. 2017 (12)
[2]中深层地热源热泵供暖系统能耗和能效实测分析[J]. 邓杰文,魏庆芃,张辉,李建峰.  暖通空调. 2017(08)
[3]中国地热资源及其潜力评估[J]. 蔺文静,刘志明,王婉丽,王贵玲.  中国地质. 2013(01)

博士论文
[1]地源热泵地下套管式埋管换热器性能研究[D]. 魏唐棣.重庆大学 2001



本文编号：3216758