论文题目: 地源热泵实验台及同轴套管换热器传热模型研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 地质工程
作者: 刘冬生
导师: 张祖培,孙友宏
关键词: 地源热泵,温度场,实验台,同轴套管,换热器,传热模型
文献来源: 吉林大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文在中国地质调查局项目《浅层地热钻采新技术》的资助下,重点研究浅层地热利用新技术——地源热泵技术。本文对长春近地表温度受大气影响进行了分析,通过对5～100 米深温度的采集,采用SPSS 软件回归分析建立了地下温度与深度变化关系,为分析地下换热器在大地中的换热机理奠定基础。建立了5 口100m 深三类换热器、三类配方回填材料和对整个系统运行参数监控的500m~2 地源热泵实验台。重点研究地源热泵系统地下换热器,对单U 型、双U 型、同轴套管换热器进行对比分析。实验研制开发了同轴套管换热器,通过对其结构和传热过程进行分析,建立了其传热模型并对温度场进行了数值模拟。对地源热泵系统进行了经济技术性评价,对比分析了同轴套管换热器与其它换热器的性能与成本,为新型换热器开发应用奠定基础。本论文的研究为以供暖为主北方地区地源热泵系统提供了研究基础,对推广地源热泵工程具有重要的指导意义和实用价值。
论文目录:
提要
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 课题的提出
1.3 关键技术问题
1.4 本文的研究工作
第二章 地源热泵技术
2.1 地热利用概述
2.2 热泵分类
2.3 地源热泵的工作原理
2.4 地源热泵的特点
2.5 地源热泵研究现状
2.5.1 国外研究现状
2.5.2 国内研究现状
2.6 几个技术问题探讨
第三章 地源热泵实验台的设计与建立
3.1 实验台设计要求
3.2 实验台设计与建立
3.2.1 实验台概况
3.2.2 地源热泵各系统介绍
3.2.3 地下换热器系统的设计及施工
3.3 本章小结
第四章 地源热泵地下换热器研究
4.1 初始地温的分析研究
4.2 地下换热器结构研究
4.3 同轴套管型地下换热器传热过程分析
4.4 同轴套管换热器传热过程的物理模型和数学模型
4.4.1 同轴套管换热器传热物理模型
4.4.2 同轴套管式换热器传热数学模型
4.4.3 同轴套管地下换热器管内传热分析
4.4.4 同轴套管地下换热器外侧传热分析
4.4.5 对于平均对流换热系数α的确定
4.5 本章小结
第五章 地下换热器温度场的数值模拟
5.1 温度场数值模拟计算求解思想
5.2 圆柱轴对称坐标系控制方程离散化处理
5.3 数值模拟软件概述
5.4 模型的建立和求解思想
5.5 本章小结
第六章 地源热泵系统的成本分析
6.1 地源热泵系统的节能特性分析
6.1.1 能量利用系数及其供热节能特性比较
6.1.2 节能特性分析原则与地源热泵系统的节能分析
6.2 地源热泵系统技术经济性能分析
6.3 地源热泵系统技术经济效果及分析
6.4 同轴套管换热器与其它类型换热器成本对比分析
6.5 本章小结
第七章 结论与建议
7.1 主要的研究结论
7.2 论文的创新点
7.3 对今后研究工作的建议
参考文献
攻读博士期间发表的论文
攻读博士期间承担的科研项目
攻读博士期间参加的学术活动
攻读博士期间所获得奖励及荣誉
摘要
ABSTRACT
致谢
发布时间: 2005-08-26