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综合管廊运行对临近能量支护排桩传热特性的影响

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土木工程学报 2023年第10期56卷 127-134,148页

作者：王逸飞孔亮吴迪孔纲强刘汉龙陆浩杰青岛理工大学山东青岛266525 河海大学江苏南京210000 重庆大学重庆400045 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司重庆分公司重庆401120

该文针对综合管廊内空气对流换热对临近能量支护排桩传热特性的影响,通过在管廊内壁设置不同边界条件,建立三维有限元模型分析综合管廊运行对临近能量支护排桩传热特性的影响。通过将模拟结果与现场实测数据对比,验证模型的可靠性。探... 详细信息

该文针对综合管廊内空气对流换热对临近能量支护排桩传热特性的影响,通过在管廊内壁设置不同边界条件,建立三维有限元模型分析综合管廊运行对临近能量支护排桩传热特性的影响。通过将模拟结果与现场实测数据对比,验证模型的可靠性。探讨管廊内壁不同边界条件下能量支护排桩热交换率、桩-土换热量和桩体温度的变化规律。研究表明,管廊内空气对流换热会造成桩侧热交换和桩体温度的空间非对称性,从而影响能量支护排桩的地热提取效率。随着管廊内空气流速的增加,能量桩的地热提取效率逐渐增加,但当管廊内空气流速大于0.7m/s后,能量支护排桩的地热提取效率最终趋向于管廊内壁为恒定温度边界时的取值67.4W/m,管廊内壁采用恒定温度边界条件可作为能量支护排桩地热提取效率计算的上限,而采用热绝缘边界是偏于保守的。当管廊内壁采用已有研究提出的简化边界条件时,模型可以用于计算能量支护排桩的换热效率。

关键词：能量支护排桩传热特性管廊运行边界条件换热效率

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冬季工况地埋管换热器换热特性的影响因素

深圳大学学报（理工版） 2022年第1期39卷 28-35页

作者：赵天雨朱启银杨强朱冠宇赵耿庄培芝中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 济南金衢公路勘察设计研究有限公司山东济南250020 山东大学齐鲁交通学院山东济南250002

地埋管地源热泵技术可为冬季桥梁融雪工程提供绿色、环保的解决方案,但冬季工况地埋管换热效率的影响因素尚不明确.针对单U型地埋管换热器,采用数值计算方法,研究入口温度、回填材料配比、孔深和间距对冬季取热能力及周围土壤温度分布... 详细信息

地埋管地源热泵技术可为冬季桥梁融雪工程提供绿色、环保的解决方案,但冬季工况地埋管换热效率的影响因素尚不明确.针对单U型地埋管换热器,采用数值计算方法,研究入口温度、回填材料配比、孔深和间距对冬季取热能力及周围土壤温度分布的影响.结合某桥梁实际供暖工况,建立3种不同埋深的单个换热器模型及3种不同间距的换热器群模型,并进行多工况条件下的影响因素对比分析.结果表明,系统运行48 h时,入口温度为2℃条件下的换热功率将较8℃时提高约82%;降低回填料中膨润土的质量分数有利于换热;随着换热器深度增加,每延米取热能力下降;扩大换热器间距可减弱彼此间的热干扰效应;运行8 h时,间距4 m条件下较间距3 m时换热功率提高5.4%,间距5 m条件下较间距4 m时提高1.9%.

关键词：岩土工程地埋管换热器冬季工况数值模拟换热效率土壤温度场

HIsmelt主反应器传热数值模拟研究进展

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钢铁研究学报 2022年第2期34卷 111-117页

作者：李瑞雨王振阳宗燕兵张建良刘欢北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

HIsmelt作为新兴非高炉炼铁工艺之一,得益于其在原料、工艺以及环境等方面的突出优势,迅速成为各个钢铁行业关注的焦点。然而,在工业试验与实际生产过程中发现,HIsmelt主反应器烟气温度过高而铁水温度较低,相比高炉而言,其上下部换热效... 详细信息

HIsmelt作为新兴非高炉炼铁工艺之一,得益于其在原料、工艺以及环境等方面的突出优势,迅速成为各个钢铁行业关注的焦点。然而,在工业试验与实际生产过程中发现,HIsmelt主反应器烟气温度过高而铁水温度较低,相比高炉而言,其上下部换热效率有待进一步提高。通过对HIsmelt炉内换热数值模拟的相关研究进行回顾,从矿石预处理入手,再到渣铁熔池和流场射流2个区域,对不同操作及设计参数下的炉内换热模拟过程进行综述。分析探讨了其模拟流程优缺点及后续研究方向,期望可以促进HIsmelt主反应器上下部热量高效传递,提升HIsmelt工艺热量利用效率,推动HIsmelt流程在中国平稳发展。

关键词：非高炉炼铁 HIsmelt 换热效率数值模拟铁水温度

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旋转射流冷却数值模拟研究

核聚变与等离子体物理 2022年第4期42卷 372-377页

作者：刘萍张蔓蔓秦广进郭榆生安徽理工大学机械工程学院淮南232001

使用ANSYS FLUENT软件和RNG k-ε湍流模型分别研究了十字形、内十字形和花形结构的螺旋喷嘴内部流动特性和耦合面换热特性。模拟结果研究表明,螺旋角θ越小喷嘴出口速度越高,喷出的水流更集中,水流运动轨迹越清晰且规律越明显。同一工况... 详细信息

使用ANSYS FLUENT软件和RNG k-ε湍流模型分别研究了十字形、内十字形和花形结构的螺旋喷嘴内部流动特性和耦合面换热特性。模拟结果研究表明,螺旋角θ越小喷嘴出口速度越高,喷出的水流更集中,水流运动轨迹越清晰且规律越明显。同一工况下,θ=30°的花形喷嘴的换热效率和换热均匀性均优于其余两种喷嘴的值;耦合面努塞尔数Nu最大值会随着雷诺数Re不断增加而逐渐远离射流中心处(r/d_(j)=0,d_(j)为喷嘴当量直径);随着靶距H逐渐增大,Nu逐渐减小,旋流效果逐渐减弱。当H=2d_(j)、4d_(j)时,Nu最大值位于r/d_(j)=1处;当H=6d_(j)时,Nu最大值位于射流中心处。

关键词：螺旋喷嘴射流冷却湍流模型换热效率

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桩-筏基础中能量桩热-力耦合特性现场试验

岩土力学 2019年第9期40卷 3569-3575页

作者：陆晨凯孔纲强孙广超陈斌殷高翔河海大学土木与交通学院江苏南京210098 中国建筑第八工程局有限公司上海200135 宁波工程学院建筑与交通工程学院浙江宁波315100

能量桩兼具承担上部荷载和传递浅层地温能双重功能,能量桩的换热与承载特性逐渐成为广大工程技术人员关注的重点问题。然而,针对桩-筏基础中能量桩的热-力耦合特性的现场实测资料仍相对较少。提出将桩基完整性检测中的声测管底端连接贯... 详细信息

能量桩兼具承担上部荷载和传递浅层地温能双重功能,能量桩的换热与承载特性逐渐成为广大工程技术人员关注的重点问题。然而,针对桩-筏基础中能量桩的热-力耦合特性的现场实测资料仍相对较少。提出将桩基完整性检测中的声测管底端连接贯通,作为能量桩的换热管,形成新型能量桩埋管形式;在桩-筏基础中能量桩运行状态下,开展桩-筏基础热力响应特性、能量桩对筏板应力影响的现场试验,实测获得桩身温度、桩身应力及筏板应力变化规律。研究结果表明,该试验条件下,能量桩(1U埋管、有效深度为12.8 m、桩顶埋深为5.5 m)的换热效率约为80~90 W/m;无上部荷载、能量桩加热状态下,筏板上边缘呈现出一定的拉应力,值得工程技术人员关注。

关键词：桩-筏基础能量桩热力耦合换热效率现场试验

多供一回中心回水管竖直埋管换热器换热性能的数值模拟

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太阳能学报 2018年第8期39卷 2176-2182页

作者：张静杜震宇太原理工大学环境科学与工程学院

为改善竖直地埋管换热性能,提高钻井换热效率和减少热回流损失,提出多供一回中心回水管竖直埋管形式。使用Gambit软件建立单U、双U及多供一回竖直埋管换热器与周围岩土体换热的物理模型并进行网格划分,用Fluent软件进行数值计算,对比分... 详细信息

为改善竖直地埋管换热性能,提高钻井换热效率和减少热回流损失,提出多供一回中心回水管竖直埋管形式。使用Gambit软件建立单U、双U及多供一回竖直埋管换热器与周围岩土体换热的物理模型并进行网格划分,用Fluent软件进行数值计算,对比分析不同流速下单U、双U及多供一回中心回水管竖直埋管换热器的换热性能,结果表明：多供一回换热器换热效果较单双U有较明显提高;在适宜流速下多供一回换热器可代替单双U换热器;多供一回换热器更适合间歇运行工况。

关键词：地源热泵地埋管换热器结构改进多供一回回水管保温换热效率

数据中心用板翅式间接蒸发冷却器二/一次风量比的试验研究

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流体机械 2022年第6期50卷 11-17页

作者：王颖黄翔寇凡靳如意西安工程大学西安710048 西安市建筑设计研究院有限公司西安710054

为了研究数据中心间接蒸发冷却器二/一次风量比对其换热性能的影响,搭建了数据中心用板翅式间接蒸发冷却试验台,并进行了测试分析,结果表明:干模式下,机组风量比从0.8逐渐增至1.8的过程中,冷却器换热效率提升明显,3种工况下的最佳换热... 详细信息

为了研究数据中心间接蒸发冷却器二/一次风量比对其换热性能的影响,搭建了数据中心用板翅式间接蒸发冷却试验台,并进行了测试分析,结果表明:干模式下,机组风量比从0.8逐渐增至1.8的过程中,冷却器换热效率提升明显,3种工况下的最佳换热效率分别为59.6%,55.4%,54.2%,最佳二/一次风量比为1.5;湿模式下,随着二/一次风量比的逐渐增大,一次空气的出风温度逐渐降低,换热效率显著提高。在乌鲁木齐、西安、南京工况下的最佳二/一次风量比分别为1.4,1.4,1.5,换热效率可达68.42%,66.35%,65.28%。由于干、湿模式下换热驱动势的差异,湿模式下的最佳风量比小于干模式,且随着二次空气进口湿球温度的升高,其最佳二/一次风量比也随之增大。最佳风量比的确定也不一定是设备热交换效率最高的状态点,要综合考虑由于二次空气流量增大引起的风机能耗问题。

关键词：数据中心二/一次风量比干模式湿模式换热效率

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热干扰下能量桩热力特性现场试验研究

清华大学学报（自然科学版） 2020年第9期60卷 733-739页

作者：王言然孔纲强沈扬孙智文王新越肖涵宇河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210024

能量桩的换热效率及其热致应力与变形问题,是影响其在实际工程中推广应用的重要因素之一。然而,针对在相互热干扰情况下能量桩群桩的换热效率及其热力响应特性的实测数据仍相对较少。该文依托1×3能量桩排桩基础,开展3.0 kW加热工况下... 详细信息

能量桩的换热效率及其热致应力与变形问题,是影响其在实际工程中推广应用的重要因素之一。然而,针对在相互热干扰情况下能量桩群桩的换热效率及其热力响应特性的实测数据仍相对较少。该文依托1×3能量桩排桩基础,开展3.0 kW加热工况下热响应特性现场试验,实测中间桩和边桩的温度、应变与应力等变化规律,着重分析中间桩与边桩热力响应特性的异同点,并与能量桩单桩试验响应特性进行对比,分析1×3排桩中能量桩换热效率、热致位移、热致侧摩阻力以及中性点位置等热力响应特性变化规律。结果表明:该试验条件下,1×3能量桩排桩的换热效率约为93%;热致侧摩阻力的中性点出现在桩体约0.4倍桩长位置;中间桩和边桩最终分别产生0.5‰倍桩径(0.28 mm)和0.3‰倍桩径(0.18 mm)的桩顶位移。

关键词：能量桩排桩换热效率热力响应现场试验

基于太阳能热泵的空温式气化器运行影响因素分析

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太阳能学报 2021年第5期42卷 302-308页

作者：时国华代瑞林俊华王江江李丹华北电力大学能源动力与机械工程学院保定071003 绿城集团韩城置业有限公司韩城715400

为了提高空温式气化器(AAV)的气化能力和使用效率,将直膨式太阳能热泵应用于液化天然气(LNG)气化,提出基于太阳能热泵的LNG气化系统(DX-SAHPNV),建立AAV在强制对流换热条件下的传热传质模型,并分析送风温度、相对湿度、送风速度和LNG入... 详细信息

为了提高空温式气化器(AAV)的气化能力和使用效率,将直膨式太阳能热泵应用于液化天然气(LNG)气化,提出基于太阳能热泵的LNG气化系统(DX-SAHPNV),建立AAV在强制对流换热条件下的传热传质模型,并分析送风温度、相对湿度、送风速度和LNG入口温度对系统中AAV气化性能的影响。结果表明,强制对流换热条件下,送风温度每升高10 K,AAV出口温度至少升高3.49%;送风速度每增大1 m/s,液相区长度至少缩短11.11%;AAV入口温度每升高5 K,两相区长度至少缩短3.70%;相对湿度对AAV气化性能影响很小。结论认为,DX-SAHPNV系统能保证集热/蒸发器有效吸收太阳能和空气能,预热部分LNG和实现AAV实时化霜化冰。

关键词：液化天然气热泵太阳能强制对流空温式气化器霜阻换热效率