收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

对流增速管强化井下换热器的传热研究

刘学章  
【摘要】:地热井下换热器系统近年来在地热能的资源利用方面逐渐得到普及。它只取热不取水,兼具地埋管地源热泵系统和抽灌式地下水地源热泵系统两种利用方式的优点。而放入地热井中的对流增速管能够起到提高井下换热器的出口温度、热输出功率,改善换热器换热性能的作用。对流增速管是一种两端开口的管道,和井下换热器一起置于井中。有国外学者在文献中提出对流增速管强化换热的相关内容,但是缺少有效的实验数据。到目前为止国内也尚未发现有研究对流增速管的相关文献,而对流增速管强化换热的数值模拟也比较困难。本文通过几组实验对比方案研究了对流增速管强化换热,提高热输出功率的作用。同时还对部分填充多孔介质的右侧开口的方腔模型进行了数值模拟研究。 实验方面,本文仿照实际地热井下换热器系统建立了一套地热井下换热器系统的模拟实验台,从中总结出对流增速管的作用,并分析了实验误差。通过实验台中加装对流增速管前后的实验得出的数据对比,验证了对流增速管能够提高取热功率,改善换热器换热性能的作用。同时利用三种不同长度的对流增速管的对比试验得出,合适长度的增速管对改善换热的作用很大。此外,通过实验发现,换热器入口与热水储层中水的温差越大,换热器进出口温差越大、热输出功率越高,管外换热系数也越大。但是换热器循环流量越大,热输出功率不一定更高,换热性能不一定更好。寻求更大的换热温差则要寻找优越的地质条件,而改变循环流量也以改变水泵耗功为代价,因此在实际工程中需要对经济性和可行性等综合考量。 理论方面,本文忽略了地热井下换热器系统的换热器部分,建立了部分填充多孔介质的右侧开口的方腔模型。利用已有文献中对两个区域界面边界条件和腔体开口边界条件的处理方法,采用格子Boltzmann方法进行数值计算求解,并用全部充满多孔介质的开口方腔模型验证了程序的可靠性和精度。通过数值模拟的数据得出且分析了Ra、Da、φ和两个区域宽度比n与流场、温度场和方腔左侧Nu的关系,并给出了方腔左侧壁面Nu的关联式。从理论上研究了热储内部的一些换热特点。 最后,根据目前实验和理论方面存在的不足之处,提出了改进建议,并展望了课题后续研究的计划。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王立;董志勇;张旭;韩伟;俞小伟;;海流能增速管纠正偏流的实验研究[J];水力发电学报;2011年04期
2 张启,梁军;地热井内U型管换热器供热装置的理论分析[J];太阳能学报;1995年02期
3 裴冠群;模拟市场运行 目标利润管理[J];轻合金加工技术;1997年03期
4 戴传山;“U”型管式井下换热器的导热模型[J];天津大学学报;1996年04期
5 戴传山,张启;导热型地温梯度场内的U型管式井下换热器[J];太阳能学报;1995年03期
6 赵军,涂锋华,朱强,李新国;利用井下换热器(DHEs)开发地热资源[J];北京节能;2000年04期
7 赵军,戴传山,刘启梁;多孔介质层内同轴管式井下换热器的相似解[J];太阳能学报;2000年03期
8 赵军,涂锋华,戴传山,李新国,朱强,袁伟峰;对流型地层内井下换热器实验模拟研究[J];太阳能学报;2002年06期
9 赵军,戴传山,李新国,朱强,袁伟峰,龚宇烈,周倩;井下换热器周围对流型地热储传热特性[J];太阳能学报;2002年05期
10 戴传山;赫广迅;解寺明;孙平乐;;一种新型地热井下换热器-热泵联用供热系统的热力分析[J];暖通空调;2010年11期
11 ;能源研究与信息(第24卷)总目次[J];能源研究与信息;2008年04期
12 刘涛;;浅谈地热能源在供暖领域的应用[J];中小企业管理与科技(上旬刊);2010年08期
13 刘洪凯;赵言彬;;关于在供暖领域里地热能源应用的探讨[J];科技致富向导;2011年08期
14 ;4A250V立轮拉线开关零件定型尺寸参数[J];电机电器技术;1973年02期
15 伍时桂;大Re数粘性不可压缩流动数值解的一个有效方法——定常二维涡流流场的数值研究[J];北京工业大学学报;1985年03期
16 魏保太,吕灿仁,刘靖,李永燊,徐刚智;R_(115)重力升压地热发电系统的热力学分析[J];工程热物理学报;1986年04期
17 吴江航,曾于;对流传热问题的分步杂交解法[J];空气动力学学报;1986年02期
18 王汝权,孙建安;驱动方腔内涡流的数值模拟[J];空气动力学学报;1989年03期
19 孟建新;参数编程的方法与应用[J];制造技术与机床;1992年09期
20 伍亚丹,黄兰洁;非均匀交错网格上的Temam方法及驱动方腔流动的数值模拟[J];计算物理;1994年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 解寺明;戴传山;;井下换热器结合热泵在浅层地热能中的应用[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
2 戴传山;朱家玲;;地热井口设备设计软件的研究[A];第三次全国地热学术会议论文选集[C];1989年
3 戴传山;;日本地源热泵的研究与应用现状[A];全国地热(浅层地热能)开发利用现场经验交流会论文集[C];2006年
4 Burkhard Sanner;徐巍;;德国地热热泵和储热系统的实例[A];全国地热(浅层地热能)开发利用现场经验交流会论文集[C];2006年
5 严微微;刘阳;许友生;;用格子Boltzmann研究多孔介质内的自然对流换热问题[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(一)[C];2007年
6 任伟伟;赵立清;王从磊;孙建红;;无界面插值的浸没边界法的流固耦合模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 姚丽萍;曾忠;梅欢;梁功有;邱周华;;旋转磁场对柱形熔体产生的对流[A];重庆力学学会2009年学术年会论文集[C];2009年
8 高军;张旭;赵加宁;高甫生;;室内空气对流热运动的RNG改良模型及其验证[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会学术文集[C];2010年
9 许有师;;西藏地区进行地热开发利用的关键性技术研究——结垢问题的研究解决[A];中国地热能:成就与展望——李四光倡导中国地热能开发利用40周年纪念大会暨中国地热发展研讨会论文集[C];2010年
10 刘平安;郜冶;米海荣;邹剑锋;;含圆管方腔内自然对流的数值研究[A];数学·力学·物理学·高新技术交叉研究进展——2010(13)卷[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 陈雁;地热井下换热器的模拟实验与理论研究[D];天津大学;2009年
2 赵军;竖直埋管型地源热泵地下传热及热力性能的研究[D];天津大学;2003年
3 罗小兵;微惯性流体器件中的流动和传热及其工程应用[D];清华大学;2002年
4 葛长江;基于交错、同位和非正交网格求解流场的半隐式快速算法研究[D];吉林大学;2010年
5 柳雄斌;换热器及散热通道网络热性能的火积分析[D];清华大学;2009年
6 黄橙;新型流体有限元方法研究及其在风场绕流和结构耦合风效应中的应用[D];上海交通大学;2011年
7 王晓峰;不可压缩黏性流动与强化传热问题的高精度紧致差分方法[D];武汉大学;2011年
8 施杨;基于FD/SI方法的颗粒悬浮流直接数值模拟研究[D];浙江大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘学章;对流增速管强化井下换热器的传热研究[D];天津大学;2012年
2 赫广迅;地热井下换热器—热泵联合使用机理研究[D];天津大学;2010年
3 解寺明;地热井下换热器用于供热的实验研究[D];天津大学;2012年
4 王立;偏流作用下海流能转换器的技术研究[D];浙江工业大学;2011年
5 张旭;表面不平整突体升坎水力特性与海流能转换器的试验研究[D];浙江工业大学;2010年
6 李宇;同位网格有限体积数值方法在水力学计算中的应用及研究[D];西安理工大学;2001年
7 黄钰期;非结构网格差分求解方程和商用软件Fluent的应用[D];浙江大学;2003年
8 徐利敏;非结构化网格在周期性充分发展流动数值模拟中的应用[D];南京理工大学;2004年
9 樊玲;结冰融冰过程的数值模拟[D];南京航空航天大学;2005年
10 杨继业;多重网格技术对SIMPLER算法的加速性能研究[D];西北工业大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 陈平福;保护文化遗产 守护精神家园[N];抚州日报;2006年
2 本报记者  张莹;市民为首府公交“挑刺”[N];宁夏日报;2006年
3 欧琴;政策支持 德国大力开发地热能源[N];中国改革报;2008年
4 刘雅丽;德国大力促进可再生能源[N];学习时报;2009年
5 鲍克实;德国向开发利用地热能进军[N];中国煤炭报;2008年
6 本报记者 谷龙;倡导低碳生活 加快地热能发展利用[N];今日信息报;2010年
7 ;方言在北美:新闻专业频道不允许出现[N];新华每日电讯;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978