不同倾斜埋管方式下地热换热器温度场模拟分析

地热换热管采用倾斜钻孔埋管是一种有效开发利用地下热能的新方法。这种方法可以增强单位面积埋管的换热强度,同时可以减少钻孔所占的地面面积。建立了倾斜钻孔换热管模型,使用Fluent计算软件模拟了3个不同倾斜埋管方式下的地热温度场。

倾斜埋管地热换热器稳态温度场分析

对地热换热器中单个倾斜钻孔引起的稳态温度分布进行了分析。在有限长线热源和半无限大介质的假定下,采用虚拟热源法和线性叠加原理,首次导出了倾斜有限长线热源产生的三维稳态温度分布的解析解表达式,并揭示了各参数对该传热过程的影响规律。提出了稳态时地热换热器倾斜孔壁两个代表性温度的定义,并对两者进行了比较,进而给出了可供实际工程应用的简化计算式。

不同组数倾斜式地埋管换热器连续储热数值模拟分析

目前,在实际工程中鲜有倾斜式地埋管换热系统,为此建立了倾斜式埋管换热器仿真数值储热模型,在直径为14m、高20m的圆柱体计算区域内连续储热,对比不同组数,不同集水直径的倾斜埋管换热器的储热效果。

激光熔覆耐磨技术在热电锅炉埋管上的应用

锅炉磨损主要原因是煤和脱硫剂送入炉膛后,着火燃烧的同时进行脱硫反应,在上升烟气流的作用下向炉膛上部运动,对水冷壁和炉内布置的埋管等受热面放热。粗大粒子进入悬浮区域后在重力及外力作用下偏离主气流,从而贴水冷壁向下流动,造成受热面磨损。如何采取有效的防磨装置或使用耐磨管材来减轻和预防磨损成为解决锅炉热效率和锅炉故障的主要途径。为有效解决锅炉受热面磨损问题,将激光熔覆耐磨技术应用于锅炉埋管,既不影响锅炉的炉温和效率,又解决了埋管磨损爆管的风险,取得了良好的效果。

大埋深倾斜厚煤层下导水裂隙带发育高度的微震监测

以九龙矿15249S工作面为工程背景,利用微震监测技术对上覆岩层塑性区破坏变化规律及导水裂隙带发育高度进行监测,并结合理论计算、数值模拟与现场实测结果进行对比,验证微震监测较高的准确性。结果表明,微震监测结果更为接近现场实测数据。监测结果显示:工作面及其回采巷道上方130 m范围内,微震事件分布密集、能量较大,故该空间内上覆岩体破坏变形较为严重,裂隙较为发育;当超过130 m时,微震事件骤减,数量几乎为0;因此得到导水裂隙带发育高度为130 m。研究成果可为九龙矿的安全生产提供可靠参考,并为类似的大埋深倾斜厚煤层工作面提供一种有效监测导水裂隙带发育高度的方法。

放射状地埋管连续储热温度场分析

土壤源热泵系统因为其高效、环保、节能等优点得到越来越广泛的应用。本文分析U形地埋管不同倾斜角及不同圆环直径时周围土壤的温度分布情况,得出地埋管周围土壤温度随时间的变化规律及随深度的变化曲线。建立U形地埋管的二维和三维的数值传热模型,采用Fluent软件对其非稳态的流固耦合换热进行研究。模拟结果表明,放射状地埋管在冬季储热工况下,与水平面呈75°角、圆环直径为4 m的放射状地埋管换热量最大,热积聚效应最小。

复合型三维裂纹应力强度因子计算方法的研究

对单元初始应力法应用于复合型三维裂纹问题进行了研究。基于有限元分析技术,利用近裂尖退化的1/4节点奇异单元最佳应力点的应力和坐标,对含有内埋倾斜圆形复合型三维裂纹的圆柱体在远场均布拉伸应力作用下的应力强度因子进行了计算。结果表明,与解析解相比,单元初始应力法计算的KI的最大相对误差为1.44%,KⅡ的最大相对误差为-2.30%,KⅢ的最大相对误差为-1.22%。单元初始应力法对于复合型三维裂纹应力强度因子的计算具有较强的实用性,且计算精度高。

倾斜能量桩技术及其在运营高速公路中的应用

能量桩是利用高速公路沿线浅层地热能的经济、高效、节能减排的最佳技术方案之一,然而针对既有高速公路运营中能量桩或地源热泵技术的应用研究相对较少。简要介绍了地源热泵技术水平向和垂直向埋管方式,运营中既有高速公路软基沉降控制技术方法;综合考虑既有高速公路运营实际情况,以及软基沉降控制和浅层低热能利用的需求,提出在保证高速公路通车情况下,在路堤边坡利用定向钻钻进并埋设地源热泵换热管、灌注水泥浆,形成倾斜能量桩的技术方案,为既有高速公路软基沉降控制、能量桩技术的发展与推广应用提供技术支撑。