U型埋管传热数值模拟及恒热流模型分析

对于地源热泵来讲,全面了解地下埋管周围的土壤温度场分布与变化状况十分重要。利用Matlab中的PDE工具箱建立了考虑实际钻孔半径、回填材料和U型管材料的竖直U形埋管与土壤的二维非稳态传热模型来模拟热泵运行72h内对周围土壤温度场的影响,并与常用的恒热流传热模型计算的结果进行对比分析。结果显示以2~3m为半径进行埋管可以有效避免地热井间的干扰问题;线源模型与柱源模型相比较,线源模型计算的孔壁温度能够更好更快地趋近于数值模拟结果。线源模型在工程实践中应用价值更高。

加热功率波动对岩土热物性参数辨识影响研究

用实际测试数据对变热流模型进行验证,并应用变热流模型进行数值模拟,研究加热功率波动方向、波动发生时刻、波动幅度、波动持续时间等因素对采用恒热流模型辨识岩土热物性参数的影响。结果表明:1)在采用恒热流模型辨识岩土导热系数时,短时间的加热功率上下波动对岩土热物性参数辨识结果影响较小;2)持续较长时间的单方向加热热流波动对结果影响较大,且与波动发生的时刻密切相关——发生在初始时刻时,岩土导热系数的偏差值最大,测试后期波动造成的偏差值也较大,波动出现在中间时段对辨识结果影响较小。