地下土壤导热系数确定中影响因素分析

利用有限元热分析平台,建立了二维瞬态有限元模型,计算确定了竖孔U型管地下换热器周边的土壤导热系数,并着重对主要影响参数进行了比较分析。讨论了测量时间、土壤初始温度、土壤体积比热、回填料物性参数和管间距等因素对土壤导热系数的影响程度和敏感性。

现场测定土壤导热系数的影响因素分析

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇,对建筑物进行供热和供冷.在埋地管换热器设计中,土壤的导热系数是很重要的参数.利用土壤导热系数的热响应测试原理,分析了现场测定土壤导热系数的影响因素.结果表明:在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长,测试时工况稳定后的流体进出口温度及模拟季节都会影响测试结果的准确性.

土壤导热系数法测定魏荆输油管道总传热系数

为优化魏荆输油管道运行方案,实现管道节能运行,根据土壤导热系数的测定原理,应用土壤导热系数测定魏荆输油管道的总传热系数,介绍了探针法测量土壤导热系数的测量原理和方法,通过对现场管道测点定位和管道埋深测量,并对现场测量数据应用数值方法进行回归,得出了魏荆输油管道总传热系数的年平均值为1.8686W/(m2·℃)。现场测量表明,土壤导热系数法是测量埋地热油管道总传热系数的最有效方法。

地下土壤导热系数简化柱热源模型确定方法

在总结土壤热物性参数的各种测试方法和计算模型的基础上,提出简化柱热源模型,对G函数进行简化。计算结果与以往柱热源模型计算结果非常吻合,表明提出的简化柱热源模型及算法是可行和有效的,并且使计算过程简化,便于工程应用。

土壤源热泵中土壤导热系数测定系统设计

土壤导热系数是土壤源热泵中地下埋管换热器设计的重要参数,其大小对钻孔深度与个数有显著影响;针对土壤导热系数的测定对土壤源热泵系统设计的重要性,利用电加热法研制了土壤导热系数测定系统;系统的控制部分基于先进的LonWorks现场总线技术,并结合DDE标准与Visual Basic数据库开发技术构建;整个系统包括控制器的软硬件设计以及上位机监控软件设计;系统根据实验条件对输入功率进行了精确地控制,实验获得的数据满足进行土壤导热系数计算的需要。

土壤导热系数的现场测试方法

土壤的导热系数是地源热泵空调系统埋地换热器设计中的很重要的参数,对埋地换热器的尺寸与初投资有显著影响.根据传热学理论,利用土壤热响应的原理,建立了一套可用于现场测量土壤导热系数的方法,测试方法方便快捷,计算方法简单,实测结果与传统的查手册结果比较,更准确可靠,能确保地源热泵系统设计的可靠性.

严寒地区土壤导热系数数值计算

土壤导热系数是模拟埋地管道周围土壤温度场的重要参数之一.本文针对严寒地区土壤导热性展开了研究,首先在考虑含水率和孔隙率因素影响的情况下,计算了大庆地区某地土壤导热系数,探索得到土壤导热系数与土壤含水率成正比而与孔隙率成反比的变化规律;其次,对埋深1.5m处的土壤导热系数进行了测定,得到该地区土壤导热系数实际值,并且通过软件建立埋地管道与周围土壤传热的数学模型,模拟了在不同土壤导热系数下的土壤温度场.结果表明,土壤导热系数计算平均值和实际平均值虽然相差0.31,但浅层土壤温度场的变化较大,因此为了更加准确地模拟埋地管道周围土壤温度场,必须通过实测确定土壤导热系数.

基于自助法的土壤导热系数的估计

土壤导热系数的估计是地源热泵系统设计的关键问题之一,利用自助法解决了土壤导热系数个数较少而不好估计整块土壤导热系数的问题,并结合实际工程进行数值模拟,取得了较好的效果。

常温土壤导热系数模型评价及改进

导热系数是土壤热传递的基本参数,在许多领域发挥着重要作用。土壤导热系数的获得需要耗费大量的时间和精力,为了方便准确地获得土壤导热系数,将5种土壤导热系数实测值与Campbell、Johansen、Côté-Konrad以及Lu-Ren导热系数模型计算值进行了比较,并且引入了一个与土壤质地有关的参数F对误差较大的Campbell模型进行了改进。改进后的模型其NES、RMSE和PBISA范围为0.938~0.996、0.039~0.084,-0.067~0.016,明显优于原模型0.632~0.975、0.089~0.217、-0.011~0.252。然后,利用其他地区10种土壤的导热系数对改进后模型进行了验证。结果表明,土壤导热系数预测值稳定分布在1∶1线附近,修正后模型也能准确地计算其他地区土壤导热系数。

热油管道沿线土壤导热系数测试方法优选

热油管道沿线土壤导热系数是对管道设计、投产、运行阶段都有重要影响的基础参数。土壤导热系数通过直接影响管道总传热系数的大小,并对预热投产和运行期间管道温降产生影响。但是土壤导热系数受到管道沿线地形地貌、土壤类型、气候环境等因素影响较大,不同管道沿线区域土壤导热系数可能显著不同,所以准确了解管道沿线的土壤导热系数对新建管道投产和运行的安全和经济性具有重要意义。本研究从分析土壤导热系数对热油管道投产和运行影响机理开始,调研了解国内外土壤导热系数的主要测试方法,对比分析了各种土壤导热系数测量方法的原理和特点,给出土壤导热系数测量的推荐方法。

南昌市土壤导热系数检测与分析

文章针对南昌市主要的两类土(红土与黑土)采用瞬态热线法对不同含水率进行检测分析,建立导热系数与含水率的相关方程,并得出两种土的导热系数。

基于土壤三组分重构模型的导热系数研究

土壤导热系数是土壤温差发电系统设计和优化等研究过程中最基本的参数,其具体数值常受到多种因素的影响。本研究的目的是建立能够有效预测不同因素下土壤导热系数的模型。在结合土壤自身多孔介质特性和固液气三相组成的基础上,构建土壤三组分随机混合重构模型,提出一种根据土壤干密度和质量含水率来计算土壤有效导热系数的方法。同时利用Hot Disk热常数分析仪实际测量32个不同含水率、不同干密度土壤样本的导热系数,对新建立的导热系数预测模型进行了测试验证。结果表明,本文提出的导热系数预测结果平均误差为3.05%,最大误差为10.82%;利用预测模型与前人研究实验值进行对比,平均误差为10.31%,最大误差为19.26%。结果证明该模型能较好地预测土壤导热系数。结合预测模型研究了土壤导热系数的影响因素,得到导热系数与干密度和质量含水率呈明显的正相关关系;并发现土壤在冻结状态下,导热性能明显增强。

自动控制在土壤有效导热系数测定仪中的应用

土壤有效导热系数是土壤源热泵中地下埋管换热器设计的重要参数。其大小对钻孔深度与个数有显著影响。本文对土壤有效导热系数测定仪中的控制功能进行了研究与实现。系统采用LonWorks现场总线技术与VisualBasic软件编程工具实现了控制系统的硬件和软件构建,采用了开环与闭环结合的控制方法实现了电加热功率的稳定控制。运行结果表明,该系统很好地完成了控制要求。

面向管线监测的分布式光纤传感土壤传热研究

现存的管道泄漏监测技术空间分辨率有限,且常规的光纤布置方式难以达到所要求的分辨率。基于此,针对油气管线监测布线问题,在一维平铺式线监测的基础上,提出了正弦式表面监测的光纤铺设方式。以高空间分辨率的光频域反射分布式光纤传感技术为辅助手段,验证了正弦式光纤铺设方法的优越性,其能够全面地反映土壤整个面的温度分布,监测范围变广,漏检可能性降低。采用变量法分析了土壤容重、土壤含水率与土壤导热系数之间的关系以及热源温度对土壤传热的影响,验证了光频域反射分布式光纤传感技术能够精确地监测土壤温度场,并利用土壤温度场的变化规律为其他分布式测温技术在埋地光纤布置时提供指导。

土壤源热泵地下水平埋管换热性能及其周围土壤温度场的影响研究

通过建立地下水平埋管换热器模型,模拟了土壤导热系数对埋管及其周围土壤温度场分布和埋管换热量的影响。分析了埋管管材及埋管埋深、管径、管壁厚度等对埋管换热的影响。模拟结果显示,当土壤导热系数从1.1W/(m·℃)增大到2.5W/(m·℃)时,埋管单位管长换热量增幅达100.8%,且到埋管距离越近的点,其土壤温度随土壤导热系数的变化相对较快。地下二层埋管外表面温度及其周围土壤温度变化比地下一层换热稳定性好,换热量大。适当的加大管径,减小管壁厚,有利于增强埋管换热。

加热条件下土壤水分迁移规律的数值模拟研究

通过数值计算的方法,应用CFD软件对土壤源地源热泵地埋管换热器进行了一维数值模拟,在模拟过程中,除将土壤作为多孔介质外,同时考虑土壤中水分迁移的影响,研究不同入口温度、不同入口流速、不同含水量对水分迁移的影响,结果表明,在不考虑水分相态变化的情况下,由于加热导致土壤温度升高引起土壤中水分发生迁移,在近壁面处水分迁移的变化较明显,距离加热区域较远处水分迁移的变化较小。

土壤热物性与地埋管换热器换热性能研究

本文采用恒热流法对某地源热泵系统工程进行土壤热响应测试,数据处理采用线热源模型,线性关系推导法得到测试结果。现场钻孔埋设单U型、双U型地埋管换热器,钻井深度有80m、100m,比较不同埋管形式下测试出的单位井深换热量、土壤导热系数、钻孔热阻及土壤热扩散率之间的关系,并分析结果差异的原因,为实际设计提供可靠依据。

土壤特性对地埋管换热器传热影响分析——以唐山市区为例

以唐山市区为例,介绍了土壤土质特性与建设土壤源热泵系统适宜性的关系,通过试验测定了土壤层温度的变化,给出了土壤导热系数的确定方法,并模拟分析了土壤层不同的初始温度和土壤导热系数对地埋管换热器传热的影响。

热输原油管道总传热系数的研究及应用

为研究加热输送原油管道总传热系数的计算,确定仪长线的总传热系数,对仪长线沿线各段四季分4次采用探针法测量现场土壤导热系数,结果基本在0.9~2.0 W/(m·℃)之间。考虑到仪长线管径从864 mm到406 mm,采用分段式计算方法,根据苏霍夫温降公式、油流至管内壁放热系数α_(1)的计算公式以及热平衡方程,计算出各管段的总传热系数,并确定了沿线各段总传热系数为2.0~3.0 W/(m^(2)·℃)。根据仪长线运行参数,利用苏霍夫温降公式,进行投产后管道“总传热系数”的反算,结果表明投产初期大冶—武汉段数值比设计值大60%。

土壤物理特性对土壤源热泵影响的研究

简述土壤源热泵技术工作原理,总结国内外有关土壤温度、含水率、比热容和导热系数等热物性参数对土壤源热泵系统影响的研究,并提出土壤源热泵技术发展的辅助系统,为该技术的可持续发展提供参考。