分层渗流地层中竖直地埋管的换热计算模型

假定实际地层为水平分层且部分地层中有稳定的水平渗流,建立竖直地埋管换热器的计算模型。该模型采用解析和数值计算相结合的方法,采用一个迭代公式便能方便地得到任意时刻换热器和地层中的温度分布,且能直接用于变负荷条件下换热器工作性能的分析。应用该模型对一简单分层渗流地层中换热器的工作性能进行计算,结果表明:稳定的地下水渗流能有效增强换热器的工作性能;渗流层所对应孔壁的温度明显低于其他岩土层,且渗流层的单位深度换热量高于其他岩土层;渗流对换热器性能的影响需要一定时间才能反映出来,渗流速度越小所需时间越长。比较该模型与现有解析模型表明,现有解析模型中采用整个地层具有稳定渗流的假定高估了换热器的工作性能。

地埋管换热器渗流传热特性的研究

通过建立地埋管管群分层渗流换热模型,模拟地下渗流流动方向为30°时不同分层下地埋管管群周围土壤的温度分布,通过模拟可知地下渗流的流速在一定的范围内有助于减弱地埋管管群周围土壤中的冷积聚,使地埋管管群周围土壤温度恢复快。同时引入单位井深换热量,将纯导热模型与分层渗流模型的单位井深换热量进行对比,得到分层渗流模型的换热效率要比纯导热模型的换热效率高,有利于地源热泵的长期运行。

基于敏感性分析方法的地下室外墙渗漏风险判别

为了准确判别地下室外墙渗漏风险,采用敏感性分析方法对易渗漏部位以及地下水渗流规律进行分析,并提出了渗漏风险判别方法以及部分定量预防措施。首先对已有研究进行归纳,并根据工程案例实测数据,采用帕累托分析法对渗漏影响因素进行排序以确定主要影响因素;然后根据分层复合材料渗流理论推导地下水在地下室外墙中的分层渗流规律,从材料组成和密实度两方面判别地下室的渗漏风险;最后根据敏感性分析结果从多维度提出风险预防措施。研究表明:基于数据统计的帕累托分析法可以确定易漏部位及风险排序,从而采取针对性的设计、施工和监管措施;基于分层渗流规律计算的判别方法可以明确渗漏风险主控因素,如调整外墙厚度、采取更高抗渗等级的混凝土、在敏感性部位增加表层砂浆等。该方法可以为地下室外墙渗漏预防措施给出部分定量分析结论。

滤管两端均不在含水层层面的承压不完整井近似计算方法研究

不完整井在实际工程中应用广泛,且存在某些承压不完整井,其滤管顶、底均不在含水层层面,不能直接按常规的方法进行计算。可根据流线图中的水平流线对渗流场分层后进行简化计算,但分层位置的确定非常困难。因此,提出了简便可行的渗流场分层方法,包括假设上下部渗流场渗径相等的等渗径改进方法、假设上下部渗流场中井滤管长度与其含水层厚度比值相等的等比例改进方法和以等比例方法为基础的等效阻力法,并以此为基础对计算简便、精度较高的沙金煊公式进行完善,得到了适用于滤管顶、底均不在含水层层面的承压不完整井近似计算方法。经过算例验证和与有限元比较,该方法计算精度较高,实用性较强。