裂隙含水层中地下水非线性井流问题研究

【目的】探讨裂隙含水层中地下水井流问题的精确计算方法,为裂隙含水层中地下水渗流的精确计算提供理论支持。【方法】建立了裂隙含水层中的地下水井流模型,就具有普遍性的Forchheimer非线性渗流规律,通过Boltzmann变换,对非线性渗流模型进行了求解。【结果】从理论上求解出了裂隙含水层中非线性渗流区域内渗流速度和水头降深的解析表达式,并通过引入无量纲时间、紊流因子和井流函数,对所求解析解进行了化简。【结论】揭示了裂隙含水层中非线性流的客观存在,建立了非线性渗流模型并进行了求解。     

地源热泵U型管地下换热器的准三维模型

为了模拟地源热泵U型管地下换热器的运行工况，通过耦合不同方向的低维模型，在换热器进水口的边界处引入换热功率函数作为边界条件。求和平均管壁各点到区域中心的距离来计算线热源到区域中心的距离。从而建立一准三维传热模型，并运用有限体积法求解。模拟结果与试验结果的最大相对误差为3．48％。平均相对误差1．33％，精度满足工程要求。而且随着运行时间的推移，相对误差呈减小趋势。运用该模型模拟得到的U型管管内流体温度分布情况表明，钻孔深度为40m时，进水支管与出水支管的温升比为1．34；钻孔深度为80和120m时该比值分别为1．90和2．77，而出水支管的温升几乎相同：说明增加钻孔深度会加剧U型管2支管之间的热短路。     

结构参数对绕管式换热器传热特性的影响

绕管式换热器具有耐高压、运行平稳、流体适应性强等优点,研究绕管式换热器的传热特性对提高其设计制造能力具有重要意义。归纳总结了绕管式换热器的几何模型、壳侧传热模型和管侧传热模型,计算了不同雷诺数工况和不同结构特征换热器的壳侧结构因子和管侧传热系数,分析了传热特性随结构参数变化的规律,从而提出了设计制造过程中确定结构尺寸的指导性建议。结果表明:降低垫片厚度,减小绕管径向间距,能够显著增强壳侧传热效果;使用小口径绕管,减小芯体直径和缠绕直径,有利于管侧换热;减小缠绕角度和绕管轴向间距对换热的增强效果有限,但能降低换热器高度,便于运输和安装。     

新型农村地源热泵地埋管换热器的传热模拟

[目的]更好地模拟地源热泵地埋换热器的换热状况。[方法]介绍了3种地源热泵地埋管换热器的传热模型(线热源模型、圆柱热源模型和Eskilson模型),以宁波市鄞州区冬天供热为例,选择适当的传热模型进行数据模拟,得出了地埋管周围土壤温度场分布。[结果]地源热泵系统连续运行一段时间后,地埋管周围半径为0.8 m的范围内温度场会呈现强烈的变化,该区域以外的地方温度变化越来越小,直至接近于土壤的原始温度;浅层地表土壤原始温度场分布与深度呈指数关系,当深度达到一定程度后,土壤基本上维持恒温状态,比当地年平均气温高1~2℃。[结论]该研究为新型农村地源热泵中央空调工程设计和运行提供了理论参考。     

地源热泵长期运行对生态环境的影响

基于解析解理论,得出垂直埋管周围土壤温度场分布解析表达式。分析当钻孔外传热达到稳态时,钻孔壁温度的变化,由此分析土壤温度变化,得出土壤温度持续变化对大地热流及土壤本身的物性参数的影响,并会造成对土壤中微生物环境、植物生存环境的影响,进而会影响到整个生态环境。最后,提出在地源热泵推广过程中应注意的问题及采取的相应措施。     

庆哈埋地管道安全停输时间模拟

针对庆哈埋地输油管道的实际生产运行工况,以停输管道最危险管段为研究对象,建立了管道停输时非稳态传热简化模型,利用CFD计算软件模拟停输后管内油温随时间的变化规律, 确定了庆哈埋地管道一年四季的安全停输时间,为管道安全生产运行提供了理论指导.     

温室地埋管强化换热方案探讨及数值模拟分析

为了提高地热资源在温室供热中的利用效率,定性研究了地源热泵地埋管管内强化传热方式,针对横纹管、缩放管和波纹管为研究对象并以光滑管作参照,建立了以水为传热介质的强化传热模型,利用Fluent软件,采用simplec算法和标准k-ε模型,分析了不同的管内结构对管内传热过程的影响,并探讨其强化传热机理,从光滑管和几种强化传热管的传热特性中可得出,在研究范围内,它们的传热效果按优劣依次为横纹管、缩放管、波纹管,为温室供热地埋管的选择提供了可靠的依据。     

埋地热油管道经济埋深的计算模型

以埋地热油输送管道管沟开挖投资的年分摊费用和管道运行中的年热力损失费用之和作为目标函数,给出了埋地热油输送管道经济埋设深度的计算模型,模型考虑了埋设深度、保温材料、保温厚度和土壤性质对传热系数的影响。实例计算表明,传热系数随埋深的变化明显地影响着经济埋深的程度,给出的模型既较好地反映了各因素对经济埋深的影响规律,又避免了传热系数取值的盲目性,而且模型计算能够快速收敛。该模型可为热油输送管道施工的工艺优化设计提供一定的理论依据。     

浸没燃烧式LNG气化器水浴气化传热计算

为了研究SCV液化天然气气化器水浴内复杂的两相流传热规律,简化SCV气化器的工程应用计算方法,利用传热学理论,通过忽略烟气对传热过程的影响,简化了传热管束外流体流场、换热管内的温度场和流场,建立了水浴加热-液化天然气气化传热过程的数学模型。将实际运行中的浸没燃烧式液化天然气气化器的工作性能参数带入新建数学模型,计算得到了管外平均对流传热系数、总传热系数、总换热管长、总换热面积,同时根据SCV气化器的加热负荷、管外测量水流速度等反算上述数学模型中的4个参数值,结果表明:管外平均传热系数的模型计算结果与实际运行参数的偏差为16.8%,但总传热系数、总换热管长、总换热面积的偏差仅为6.9%、-7.9%以及-7.9%,总体上可满足工程计算的需要,验证了所建数学模型的可靠性。     

计算埋地管道经济保温厚度的一个新模型

以保温工程投资、动力消耗和热力消耗等三项费用的终值费用之和为目标函数,建立了计算埋地热油输送管道经济保温厚度的一个新的数学模型。该模型比较全面地考虑了油品性质、管道埋深、进站温度和资金的时间价值等影响因素。实例计算表明,管道埋地深度对经济保温厚度有着明显的影响,在进行保温设计时,必须考虑管道埋深的影响。对于小口径、长距离、大输量的管道,应该考虑动力损耗对经济保温厚度的影响。     

东辛输油管道总传热系数测试与分析

介绍了东辛输油管道总传热系数的测试情况,根据运行参数测试结果计算了东辛管道沿线一年中不同月份的总传热系数,分析了各种因素对总传热系数测试结果的影响,指出管道运行工况的稳定程度,站间温降的大小以及进出站温度和地温的测量精度是影响总传热系数测试结果的主要因素,摩擦热对总传 数计算结果具有显影响,不可忽略,根据输油管道目前存在的问题,提出了如何提高管道总传热系数测试精度的建议。     

油罐车的非稳定传热计算

油罐车冬季卸油困难的主要原因是行程远，罐体散热快，致使原油温度低于凝点。通过建立油罐车稳定传热学模型，分析传热过程，得到罐内油品温度时间变化的计算公式。以“斯太尔”车原油制度为例，计算出温度与时间的对应值，并绘制出了温度与时间的变化曲线。     

日光温室墙体夜间放热量计算与保温蓄热性评价方法的研究

本文提出了以墙体夜间放热量作为评价指标的日光温室墙体保温蓄热性能评价的方法.在以付立叶级数形式表达的室内外气温等墙体工作条件下.根据一维非稳态传热的理论,采用有限差分算法,建立了日光温室墙体传热过程模拟与墙体放热量的计算方法,并开发了相应的计算机程序RGWSQCR.根据对几种墙体的夜间传热量计算结果进行非线性回归分析,建立了墙体夜问放热量简化计算的经验公式.     

新疆砌块复合墙体和砖墙日光温室的传热数值模拟分析

【目的】 研究建立新的二维传热模型来模拟和优化日光温室,为日光温室墙体的设计、建设和维护提供科学合理的方法和依据。【方法】 采用ansys软件进行温度场和流场模拟,使用UG软件对日光温室造型,将顶部保温被等结构适当简化,计算域分为内部与外部空气两部分。运用DO辐射模型和湍流模型模拟,采用CFX-Post计算处理,得到温度云图 。【结果】 日光温室墙体为内外扰均为周期性非线性条件的二维非稳态热传导,白天14:00时2种墙体温室内超过12.0℃,各墙面间温差较小,对流传热不明显。夜间03:00时,砌块复合墙体日光温室地面上部有高度2.2 m、温度11.2℃的高温区。与北墙体表面距离相同的情况下,砌块复合墙体日光温室的温度值高于砖墙温度值,距离墙体表面越远,两日光温室温差逐渐降低,但砌块复合墙体日光温室温度始终高于砖墙日光温室。且随着时间的推移,两日光温室温差逐渐增加,到夜间06:00时,砖墙温度低于室内,没有散热;砌块复合墙体温度仍高于室内,继续散热。后屋面、脊高处是热量散失较多的部位。【结论】 砌块复合墙体日光温室的热性能明显好于砖墙日光温室,与实际栽培试验结果相同。     

应用热脉冲法确定土壤热参数的可行性研究

利用自行研制的土壤热特性试验系统,测定了4种质地的土壤热特性,计算了不同质地土壤在不同含水率情况下的热扩散率,并与热传导方程解析解法计算的热扩散率进行比较。结果表明,利用热脉冲方法计算的热扩散率比解析解法计算的热扩散率值略微偏大。但是,利用2种方法计算所得到的土壤温度剖面相差不大,相对误差均小于5%。由此可见,利用热脉冲方法确定土壤热扩散率是可行的。     

空气载能辐射空调末端系统辐射传热简化算法研究

空气载能辐射空调末端系统是近年来出现的一种以空气为载能媒介，孔板为末端的新型辐射末端系统.为了研究孔板末端的辐射传热特性，本文通过建立房间稳态传热模型，基于传热学基本理论，首先分析了以金属平板为辐射末端的顶板辐射空调系统中，顶板与各围护结构表面间不同温差下的辐射传热特性，并在此基础上进一步分析了空气载能辐射空调孔板末端的辐射传热问题，最终得到一个孔板辐射简化传热公式.通过实验验证，该方法具有足够的合理性和可靠性.     

园林废弃物热解过程中的热量传递

为了更加准确地控制实际生产中热解物各部分的温度、提高园林废弃物的处理效率及处理质量、更好地利用园林废弃物热解后得到的产物,对园林废弃物热解过程中的热量传递问题进行研究。从测量园林废弃物热解过程中的温度分布及变化入手,了解热解过程中的热量传递特征,并在此基础上通过热力学分析建立热解传热模型,利用ANSYS有限元软件对所建模型进行模拟求解。对比分析模拟结果与试验数据后,根据实际情况对模型相关参数进行优化,最终获得了具有一定应用价值的热解传热模型。在此过程中不仅得到热解过程中反应器内的温度分布,还得知热解温度、物料多少、物料所处位置等因素都对热解过程中的热量传递有明显影响;相同条件下,热解温度越高、热解物料越少,则热量传递越强;同一时间内,温度梯度较大的位置热量传递较强;根据热解过程中反应烧瓶瓶壁上的温度载荷、物料表面的对流换热载荷不是恒定的这一现象,建立了侧壁温度关于木粉高度以及木粉上方流体温度关于时间的函数关系式。      

超声波搅拌强化对流传热试验

考虑到重复试验和简化计算的需要,利用三个不同大小的蘑菇状铸铝热感受体模型代替实际固态颗粒物料进行实验。将铝制热感受体模型浸入热水中,分别在有超声波搅拌作用下和没有超声波搅拌作用下,用温度自动定时记录仪,通过热电偶,记录铝制热感受体模型的温度变化情况。根据传热方程计算不同试验条件下流体对固态颗粒的对流传热系数。试验结果表明,采用超声波搅拌,能明显地提高流体对固态颗粒的对流传热系数,其提高程度与固态颗粒的大小及单位质量流体内输入的超声波能量的多少有关。     

木束高温干燥过程中的热质传递模型

描述了用杉木Cunninghamia lanceolata制造杉木积成材的原料单元——杉木木束的高温对流干燥热质传递模型。建立了模型以纤维饱和点为界的木束内部水分迁移和热量迁移的数学方程。通过杉木木束高温干燥实验对模型的准确性和可行性进行验证。结果表明：数学模拟结果和试验实际测定结果相吻合,木束温度实测值与模拟值之间的相关系数的平方为0．97～0．98,木束含水率的相关系数的平方为0．96～0．99。用该模型来模拟木束的高温干燥过程具有较高的精度。图1参9