地埋管熱阻計(jì)算方法

1、垂直單U型埋管內(nèi)流體至井壁總熱阻在忽略軸向?qū)岬臈l件下，如圖3.14所示圖3.14垂直單U管井水平截面圖如果U型管的兩根支管單位長度的熱流分別為ql與q2,兩支管內(nèi)流體溫度分別為Tf1與，根據(jù)線性疊加原理，所討論的穩(wěn)態(tài)溫度場應(yīng)該是這兩個(gè)熱流作用產(chǎn)生的過余溫度場的疊加。如果取鉆孔壁的平均溫度Tb為過余溫度的零點(diǎn)，b則有T-T=Rq+Rqfb11122T-T=Rq+Rqf2b12122其中：R1和R2分別為兩支管內(nèi)流體至井壁間的熱阻，而R12是兩根管子之間的熱阻。對于實(shí)際工程，鉆孔中的U型埋管在結(jié)構(gòu)上通?？梢约僭O(shè)是對稱的，因此有R1=R2，又由于沒有考慮兩支管內(nèi)流體沿深度方向的變化，無法分析Tf1

2、和Tf2及q1和q2的區(qū)別，因此只能作進(jìn)一步的簡化假設(shè)：Tf1=Tf2=弓，q=q=q/2,以減少未知量的個(gè)數(shù)，其中Tf為埋管內(nèi)流體的平均溫度，ql為單位長度U型埋管總的傳熱量。根據(jù)文獻(xiàn)6推導(dǎo)公式得：122兀九2兀九lnln九一九九一九lnInd2d22兀九lno十、d丿兀dhii則埋管內(nèi)流體至井壁總熱阻為：R=-1b2I2兀-bNuh=fuddiNu=0.023Reo.8Pro.4vdRe=ivln+In(d)b+bID丿九一九Ind4)bIdb-D4丿1.+ln2兀-p公式適用于埋管內(nèi)流體處于紊流狀態(tài)，即Re2200，其中:-土壤導(dǎo)熱系數(shù)，W/(mC)；-b回填土導(dǎo)熱系數(shù)，W/(mC)；-

3、p埋管導(dǎo)熱系數(shù)，W/(mC)；九fluid埋管內(nèi)水導(dǎo)熱系數(shù)，W/(mC)；鉆孔內(nèi)熱阻，(mC)/W；埋管的外直、半徑，m；di、ri埋管的內(nèi)直、半徑，m；db、rb鉆井的直、半徑，m；D埋管管間距，m；h埋管內(nèi)水的對流換熱系數(shù)，W/(m2C)；Nu努塞爾數(shù)；Re雷諾數(shù)；Pr普朗特?cái)?shù)，其值為fluid/afluid；v埋管內(nèi)水流速(分子)，m/s；v水的運(yùn)動粘性系數(shù)(分母)，m2/s；(3)垂直雙U型埋管內(nèi)流體至井壁總熱阻傳熱分析同垂直單U,取鉆孔孔壁的平均溫度為過余溫度的零點(diǎn)6,則有T一T=Rq+Rq+Rq+Rqf1b111221331442iiV=Rq+Rq+Rq+RqTOC o 1-5 h

4、 z21122233244=Rq+Rq+Rq+Rq31132233344=Rq+Rq+Rq+Rq41142243344R1=R2假定U型管的四根支管在鉆孔中是對稱布置的，因此有Rij=Rji,=R3并有R14=R12則1rdR=R=R=R=lnb12442兀九btdo丿o=R4，1234b+bs九+九九一九Ind2b、d2-D2b122兀九ln尢-尢1b+bslnD丿九+九d2btd2+D2b132兀九ln(+bs九+九九一九lnd2btd2-2D2b則埋管內(nèi)流體至井壁總熱阻為：九一九lnd2btd2-D2b2兀九ln+2+btdo丿o九一九九一九lnlnd2-btd2+D2bd2btd2-2D2b2兀九lnNu九fluidNu=0.023Reo.8Pro.4Re=其中雙U管間距D為靠近的兩支管間的距離。a=A/pc其中a就是熱擴(kuò)散；