地源热泵群孔长期换热有限长体热源模型

为进一步提高地源热泵群孔系统解析模型的精确性和简洁性,对地源热泵群孔系统长期运行后的温度场进行研究.根据已建立的单孔有限长圆柱体热源模型,在圆柱体半径不超过临界半径时,有限长圆柱体热源模型与有限长线热源模型的钻孔外温升偏差可忽略不计.基于此性质,将现有群孔叠加分析法中的线热源模型替换为圆柱体热源模型,建立群孔长期换热有限长体热源模型.与线热源叠加法和有限元法对比表明,该群孔长期换热体热源模型与线源叠加法具有相同的计算精度,但计算量明显减少.对不同钻孔布置形式下该群孔体源模型与线热源叠加法的偏差进行分析,结果表明随体积近似偏差的增大而两者的偏差略有增长.     

有渗流时埋管换热器传热模型

为研究地下水渗流对埋管换热器传热的影响,以移动热源的格林函数为基础,通过引入虚拟热汇,由叠加原理建立热渗耦合作用下的有限长线热源模型.将此模型与有渗流无限长线热源模型和无渗流有限长线热源模型作了对比,比较结果表明该模型计算有渗流时埋管换热器的传热更加合理.针对地下水渗流流速和土壤热物性等对传热影响的分析,表明地下水渗流导致土壤温度场发生变形,渗流速度越大,钻孔壁中点温度越快达到稳态,且稳态过余温度越低;土壤密度和比热越大,土壤导热系数越小,则土壤温度场变形越大.     

桩基螺旋埋管换热器的二维温度场分析

主要以桩基地热换热器的工程应用为背景,提出实心圆柱面热源模型以描述螺旋埋管地热换热器中的传热过程。采用格林函数和虚拟热源法,导出适用于桩基螺旋埋管换热器的无限长及有限长面热源模型的温度分布解析解,对模型中的各参数对换热性能的影响做了分析。同时,对有限长面热源模型中的两种代表性温度,即热源面的积分平均温度和圆柱面中点温度分别进行了计算和讨论。     

地源热泵U型管地下换热器的数值模拟

通过改进现有二维传热模型建立准三维传热模型,模拟U型竖直埋管地下换热器的运行工况．模型引入换热功率函数作为边界条件,对单个线热源到区域中心距离提出新的计算方法,运用有限体积法求解．通过与实验结果比较,模型结果可以满足工程精度的要求,并且给出U型管内流体温度分布情况以及钻孔深度对U 管两支管之间的热短路的影响．     

冬季无霜工况下闭式热源塔的动态换热特性

为研究闭式热源塔冬季无霜工况下的传热过程,利用有限差分法建立了闭式热源塔冬季无霜工况下的动态传热传质模型。将实验数据与数值计算结果进行对比,验证了模型的有效性。误差分析结果表明：溶液出口温度的均方根误差为0.201℃。通过实验与模拟方法分析了机组变负荷运行时闭式热源塔的动态换热特性,结果表明：当热泵机组变工况运行时,闭式热源塔作为取热装置,可为机组蒸发器提供温度相对稳定的热源;此外,与传统空气源热泵相比,闭式热源塔在低温高湿环境下的结霜风险更小,节能潜力更大。     

通风及内热源参数的方腔内混合对流模拟

为考虑热源形态及通风条件对腔内流体流动及传热性能的影响,本文采用基于多参数弛豫时间模型格子Boltzmann法与有限差分法的耦合算法,对中心热源条件下开口方腔内的混合对流现象进行研究.在不同进、出流口位置和热源形状下,分析了混合对流的流动、温度及换热特性,并给出了流函数线和等温线分布以及热源表面的努赛尔数.数值计算结果...     

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。     

桩埋螺旋管式地热换热器的传热模型

针对现有桩埋管地热换热器构造形式的不足,提出了桩埋螺旋管式地热换热器。在分析竖直钻孔埋管地热换热器传热模型的基础上,提出了适合桩埋螺旋管式地热换热器的实心圆柱面热源模型,并用格林函数法求得了该模型的两个一维解析解表达式。计算分析表明:新的实心圆柱面模型不仅适用于桩埋螺旋管换热器的传热分析,在应用于竖直钻孔埋管地热换热器的短时间传热分析时,也优于传统的线热源模型和空心圆柱面模型。     

地源热泵有限长圆柱面和圆柱体热源模型

为进一步提高地源热泵解析模型的精度,对地源热泵钻孔外非稳态温度场模型进行了研究.考虑地面边界条件、钻孔的有限深度及热流在钻孔径向的分布,提出有限长圆柱面和圆柱体热源模型.在地面以上设虚拟热汇,把温升看成时间、空间上连续的瞬时点热源温度响应的叠加,即采用格林函数法,得到这2种模型的温升解析解.与实验数据对比表明：2种模型可以更精确地计算钻孔外非稳态温度场.计算结果也表明：圆柱面模型和圆柱体模型计算得到的结果差异不大,在计算量上圆柱面模型要小些,因此,在实际应用中推荐采用圆柱面模型.     

扇形凹穴型微通道液体流动与传热特性的数值模拟

为得到扇形凹穴型微通道内单相液体流动与传热特性,以等截面矩形微通道为参照,利用FLUENT计算流体力学模拟与分析软件进行三维数值模拟,采用有限体积法离散模型和SIMPLEX算法进行层流计算,讨论扇形凹穴型微通道热沉在不同体积流量不同热流密度条件下流体流动特性和传热特性.模拟结果表明：较大Re条件下扇形凹穴型微通道具有很...     

Research of Temperature Tracer Method to Detect Tubular Leakage Passage in Earth-Dam

The location, intensity and scope of concentrated leakage must be determined in order to repair earth-Dam scoured by the leakage. In this paper, firstly, heat tracer theory and distribution laws of temperature in soil body with leakage are discussed. Then temperature tracer model is established according to stable heat conduction theory. In such model, the concentrated seepage passage is simplified into a circular pipe as a boundary condition. The location, scope and flow-velocity of the concentrated leakage are estimated via ichnography of the lowest temperature based on temperature data from detecting wells by quantitative computation and qualitative analysis. In case study, the distribution characteristic of temperature （including temperature data of water in reservoir, drainage pipes and tail pond） can be interpreted by this model. A modified model is also set up, applied for detected data at different cross-sections of the leakage passage, in which the temperature data are rectified according to distances from data locations to calculating section. Finally, the model is solved by numerical iterative method, and the possible error of this theoretical model is discussed. The permeability coefficient in leakage area is identical with that of normal soil in magnitude after anti-seepage repairing accomplished, which indicates this model is effective.     

一种基于热线法的横观各向同性材料导热系数的测量方法

材料的导热系数是其重要的热物理特性参数之一,高效地测量各种材料的导热系数具有较重要的实际工程意义.在工程上,有较多材料具有横观各向同性的性质.对于横观各向同性材料导热系数的测量较常用的方法为稳态热平板法.该方法通过在不同方向上对试样施加热流,在材料内部产生稳态的温度分布,通过热流与温度梯度的关系反算导热系数.稳态热平板法基于稳态传热理论,原理简单,但耗时较长,对于待测试样较多的情形,具有一定局限性.热线法基于瞬态传热理论,是一种简单快捷的材料导热系数测量方法.本文基于横观各向同性介质中的热传导理论,对热线法进行了功能拓展,建立了一种利用热线法测量横观各向同性材料导热系数的新方法.将此方法应用于自制的人工横观各向同性材料,并将测量结果与相应的稳态平板法所得结果进行了比较.比较试验结果表明:只要测量过程中实际的探针-试样系统与其对应的理想模型之间具有较高的接近度,即能保证本文方法所得结果的可靠性及可重复性.     

温差异重流散热研讨

以模型试验为基础,以色水为示踪剂模拟热水,研讨以齿状长堰过水方式将集中排放在水下的高温热水,转换成过水宽度为千米长的表层温度最高的温差异重流,以借助水面热交换解决冷却池散热问题,为充分利用水资源,扩大火电厂装机容量提供了可靠的试验研究成果．文中还给出了温差异重流的温度场模型和任一过水断面流速分布式．对从事有关研究的工程技术人员有一定的借鉴作用．     

磁场和活性剂联合作用下TIG焊热源模型的确定

为了确定磁场和活性剂联合作用下TIG焊热源模型,分别采用双椭圆面热源模型和双椭球体热源模型对焊接熔池的温度场分布进行了数值模拟,根据模拟结果的等值线分布情况可以获得熔池形状.通过将试验值和模拟值进行对比可以发现,利用双椭球体热源模型得到的熔池形状与实际熔池尺寸相吻合,而双椭圆面热源模型不能很好地反应厚度方向上的温度分布.结果表明,双椭球体热源模型可以更加准确地表征磁场和活性剂联合作用下TIG焊的实际焊接过程,打破了以往依照焊接方法选取热源模型的传统.     

环境温度与风速对LNG船舶水下泄漏后果影响的数值研究

针对在不同环境温度和大气风速条件下,液化天然气(LNG)船舶在发生水下泄漏时,泄漏出的LNG液体的传质与传热问题,基于计算流体力学软件FLUENT,采用VOF法并编程定义传质与传热源项对水下泄漏问题进行了仿真研究.通过仿真数值计算,得出LNG发生水下泄漏时,流场温度场、粘度场和海域结冰情况,计算了LNG和低温气体由于沸腾反应质量随时间的变化规律,探讨了LNG水下排放传质与传热机理.结果表明,海域中温度较高的区域仍有低温LNG存在,但由于LNG快速相变对海水的强烈扰动,不利于海水凝固成冰;当未沸腾的LNG浮到海面上时,在海面会有冰层形成;环境温度越高、风速越大,LNG沸腾产生的NG量越多,海域结冰量越少.     

高温炉内二维热状态研究

本文将计算二维流场的K-ε双方程模型与计算辐射传热模型结合在一起,运用流场计算的SIMPLE算法和辐射传热的热流法计算,开发了两个模型的计算机程序,联立求解了高温炉膛内的二维热状态分布。运用该程序可以计算由辐射、对流和导热共同作用下炉内的温度分布和流场分布。作为一个简单的特例,在没有考虑燃烧的情况下,求解了给定炉墙温度及入口速度时空炉的热状态分布。     

焦耳内热源温度场求解的分离变量法

在稳恒电场条件下，尤其是当焦耳热分布情况很复杂时，求解含焦耳热源的稳态热传导问题解析解具有一定的困难。通过将电场量引入温度场方程，作适当变换，把含内热源的热传导问题转化为不舍内热源的热传导问题，然后可以采用分离变量法进行求解。此方法使焦耳内热源温度场问题得到简化，并且不论焦耳热源的分布如何，不论何种正交坐标系均可采用。通过实例计算分析，验证了其合理性。     

大空间单列水平线热源自然对流速度,温度场及换热的解析模型

单列线热源是房间热源的基本组成元素,基于对单一线热源浮力尾流的讨论,提出了表征单列线热源浮力尾流性质的特征速度,特征温度,建立了预测单列线热源速度场,温度场及自然对流换热的解析模型。     

热管性能评价准则探讨

传统评价热管的传热性能的方法是比较热管的等效导热系数(有效寻热系数、当量导热系数、相当导热系数)的大小,其不足之处是几何因素与传热因素混在一起来评定传热性能。为此,在剖析传统评价热管的传热性能的方法的基础上,提出了用等效对流换热系数来评价热管性能,等效对流换热系数客观地描述了热管综合的传热能力,其值的大小可以作为判断热管传热性能优劣的标准。同时建立了相应的理论模型,从而使对热管性能的评价更加完善、更加合理。