地埋管數(shù)值傳熱模型及地下巖土導(dǎo)熱系數(shù)測量的開題報告

地埋管數(shù)值傳熱模型及地下巖土導(dǎo)熱系數(shù)測量的開題報告一、選題背景目前，隨著環(huán)境污染日益加劇，環(huán)保意識逐漸增強，人們對于清潔能源的需求也越來越迫切。地源熱泵作為一種溫室氣體排放量零的環(huán)保型供暖系統(tǒng)，備受人們的青睞。然而，關(guān)于地源熱泵的熱傳遞機理和地埋管的導(dǎo)熱系數(shù)還有許多問題亟待探討。二、研究意義地埋管是地源熱泵供熱系統(tǒng)中最為核心的部件，其導(dǎo)熱性能直接影響了地源熱泵系統(tǒng)的熱量交換效率。因此，準(zhǔn)確測量地埋管的導(dǎo)熱系數(shù)并進(jìn)行數(shù)值模擬研究，對于提高地源熱泵供暖系統(tǒng)的熱傳遞效率和節(jié)能降耗具有重要的意義。三、研究目的本研究旨在建立地埋管數(shù)值傳熱模型，探究地源熱泵系統(tǒng)中地埋管的導(dǎo)熱性能，并通過實驗測量地下巖土的導(dǎo)熱系數(shù)，為地埋管的設(shè)計和使用提供理論依據(jù)。四、研究內(nèi)容1.地埋管數(shù)值傳熱模型的建立：建立地源熱泵系統(tǒng)中地埋管的傳熱模型，分析熱傳遞機理，包括地下水流變化、地溫分布等影響因素。2.地下巖土導(dǎo)熱系數(shù)的測定：設(shè)計地下巖土導(dǎo)熱系數(shù)測量裝置，進(jìn)行實驗測量并分析數(shù)據(jù)，探究地下巖土導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素。3.數(shù)值模擬與分析：利用有限元方法對建立的地埋管數(shù)值傳熱模型進(jìn)行模擬計算，分析不同條件下地埋管的傳熱特性，包括水流速度、巖土溫度等參數(shù)。五、研究方法1.數(shù)值模擬方法：采用有限元方法建立地埋管數(shù)值傳熱模型，對傳熱機理進(jìn)行模擬計算，得出傳熱特性指標(biāo)。2.實驗測量方法：設(shè)計地下巖土導(dǎo)熱系數(shù)測量裝置，進(jìn)行現(xiàn)場實驗測量，分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論。3.統(tǒng)計分析方法：對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，評估地下巖土導(dǎo)熱系數(shù)的測量精度，以及數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性等。六、預(yù)期成果1.建立地埋管數(shù)值傳熱模型，探究地源熱泵系統(tǒng)中地埋管的傳熱特性。2.測定地下巖土導(dǎo)熱系數(shù)，并探究其影響因素。3.分析地埋管傳熱特性在不同工況下的變化規(guī)律，提出優(yōu)化建議。七、研究計劃1.階段一（前期調(diào)研）：收集地源熱泵系統(tǒng)相關(guān)文獻(xiàn)，了解國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，并確定研究方向和目標(biāo)。2.階段二（建模與實驗）：針對研究目標(biāo)，建立地埋管數(shù)值傳熱模型，并設(shè)計實驗測量地下巖土導(dǎo)熱系數(shù)。3.階段三（數(shù)據(jù)分析與評價）：對實驗數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，評估地下巖土導(dǎo)熱系數(shù)的測量精度以及數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性等。4.階段四（結(jié)論總結(jié)）：整合研究結(jié)果，得出結(jié)論并提出優(yōu)化建議。八、參考文獻(xiàn)1.Shao,L.,Xu,Y.,Qi,X.,…Wang,Z.(2018).Numericalsimulationofinteractionbetweenground-sourceheatpumpsystemandgroundwaterflowinakarsticaquifer.AppliedEnergy,212,372-383.2.Wu,P.,Wu,P.,Wen,Q.,…Zhang,Q.(2020).Fieldmeasurementsandmodelinganalysisofground-coupledheatpumpsystemwithdirectexpansioninaseasonalfrozengroundregion.AppliedEnergy,264,114692.3.ImranAli,M.,Yazdanpanah,O.,Waseem,M.,&Mohiuddin,A.K.(2019).Groundsourceheatpumpsystem(GSHP)–Design,experimentsandenergyanalysis:Areview.EnergyConversionandManagement,189,393-410.4.Li,P.,Wu,P.,Liu,W.,andWen,Q.(2018).Numericalinvestigationofdynamicbehaviorofground-sourceheatpumpsusingair-conditioningr