基于Fluent/Matlab地下水逆流流速对热泵的影响

通过建立Fluent/Matlab协同仿真模型,可以动态模拟地下水源热泵运行特性,为拟建工程提供理论参考。通过模拟计算得知,地下水横流为逆流有助于抑制地下含水层的热贯通,随着逆流流速的不断增大,抽灌井群发生热贯通的时间不断延长。逆流流速越大,抽水温度波动幅度越小,机组的COP(EER)值及系统能效越趋于稳定。当地下水逆流流速处于较大流速时,回灌水对抽水井不产生任何影响,抽水温度维持地下水初始温度不变,机组的COP(EER)值及系统能效比均不发生变化。     

间接复叠空气源热泵在铁路高寒地区建筑供暖中最优中间温度研究

针对单级空气源热泵高寒地区运行能效和供水温度低,以及直接复叠空气源热泵除霜困难的问题,对通过低环境温度空气源热泵机组与水源热泵间接复叠的系统供暖型式进行了阐述,对影响室外空气源热泵机组与室内水源热泵机组的因素进行了分析,指出环境温度依然是影响系统能效的首要因素,同时,为实现间接复叠热泵系统的能效最大,对最优中间耦合温度进行了计算。对某地区铁路工区的运行结果进行了分析,结果表明,最优中间耦合温度随环境温度的降低而降低;以最优中间耦合温度控制下的间接复叠热泵系统可以应用于我国高寒地区。     

水源热泵空调系统的水质处理技术

针对影响水源热泵系统运行效能的地下水水质和回灌过程中井堵塞的问题,提出相应的水质处理方法和水源热泵用地下水水质参考标准.     

铁路沿线供暖用低温空气源热泵热力性能对比研究

我国北方铁路沿线站段冬季采暖主要以燃煤锅炉为主,随着冬季雾霾现象日益严重,采用空气源热泵作为北方铁路沿线传统燃煤锅炉供暖的替代方式,对于减少能源消耗、改善大气环境具有重要意义。研究跨临界CO2热回收热泵和回热循环热泵系统2种低温空气源热泵系统,对其热力性能进行了实验和对比分析。结果表明,当环境温度不变时,随着供水温度由45℃升高至55℃,跨临界CO2热回收热泵制热量和COP均升高;随着供水温度由45℃升高至50℃,回热循环热泵制热量和COP均逐渐降低。当供水温度低于50℃时,回热循环热泵COP高于跨临界CO2热回收热泵,回热循环热泵系统的节能效果更为显著;当供水温度超过50℃时,跨临界CO2热回收热泵的性能更优。在低温环境条件下,跨临界CO2热回收热泵系统能够提供更高的供水温度,并有效提升空气源热泵的制热性能,结合我国北方铁路沿线站段的供暖需求和气候条件,提出相较于回热循环热泵系统,跨临界CO2热回收热泵系统的适用性和热力性能更为优越。     

水源热泵的噪声特性与控制研究

近年来,水源热泵机组由于其具有明显的优势在居民楼供热方面应用越来越广泛,但同时也带来了严重的噪声扰民问题。本文以某住宅小区水源热泵机组的噪声治理为例,通过对现场测量数据的处理,着重分析了水源热泵机组的噪声特性。通过对现场检测分析了噪声声源以及噪声传播路径,进而详细阐述了从吸声和隔声两个方面阻断声音传播以及安装阻尼隔振器隔断振动传播路径进行噪声治理的方案,结果证明,此方案是一套有效的控制措施,降噪效果明显,能完全满足国家技术标准的要求。     

基于直膨式太阳能热泵的相变储能地板联合供暖系统

该文建立了直膨式太阳能热泵联合相变储能地板供暖系统实验平台,介绍了系统的运行方式以及匹配计算,并对河北石家庄供暖季的典型日进行分析,得到相关实验数据。结果表明:相变储能地板模块在经过8:00～16:00间对能量的储存之后,储热量可供晚间17:00至次日8:00用量,可保证室内在20℃左右的温度下连续供暖10 h。本系统太阳能热泵COP稳定在4. 5左右,最大接近5. 5。相变储能地板系统充分利用了相变材料可储存能量且潜热巨大的特点,弥补了太阳能不稳定的缺陷。系统的实用性和节能性更加突出,具有很好的应用前景。     

冲蚀型大陆岛地下水数值模拟研究——以东海岛为例

东海岛是一座具有独特水文地质条件的大陆岛,浅层含水层与大陆以浅海湾相隔,中深层承压水含水层与大陆地下水系水力联系密切。东海岛浅层地下水流场基本保持天然状态,中深层水由于湛江市区地下水超采形成降落漏斗,地下水由南向北径流。针对东海岛水文地质特点,将其模型概化成7层,并利用东海岛连续三年的地下水观测孔数据对模型进行识别验证。验证结果表明,模型模拟结果较好地符合东海岛实际的地下水流场。     

基于防止热污染的湖南地区滞流水体热承载能力研究

水源热泵由于其良好的节能性,近年来得到越来越广泛的应用,但如果应用不当会造成水体的热污染,影响水体的生态环境。以用于水源热泵的湖南地区滞流水体作为研究对象,以防止热污染作为出发点,利用建立的水温模型研究了湖南地区的滞流水体水温变化规律,计算了湖南地区湖泊水体对水源热泵系统夏季冷凝热的热承载能力与冬季热泵系统从水体取热时水体的供热能力(冷承载能力),并且对冷热承载能力的影响因素进行了分析。结果表明:深度不足2 m的滞流水体在冬季热承载能力有限,作为冬季热源要谨慎对待;对于湖南地区,夏季水体作为水源热泵的冷源在以5个城市为代表的5个分区中差别不明显,但在冬季使用水体作为水源热泵的热源时,越往南越适合,其中以衡阳为代表的湘东南地区优于其他地区。     

基于监测数据的土壤源热泵系统设计优化分析

针对建筑中地源热泵系统实际地下换热过程复杂、设计困难等问题,以苏州地区某浅埋式地源热泵系统为研究对象,运用TRNSYS软件搭建地源热泵仿真模型,对一定条件下埋管内冷却水流速与地源热泵系统性能的耦合关系进行了模拟分析。仿真结果表明相同蓄热体积下埋管深度对系统性能影响较小。增大冷却水流速有利于土壤温度恢复,但系统耗电量增加。该浅埋式地源热泵系统冷却水流速1~2 m/s均在合理范围内,且埋管深度越大,最佳设计流速越小。     

相变储能光伏太阳能热泵干燥系统的研究

建立了相变储能光伏太阳能热泵干燥系统实验平台,介绍了系统的运行方式以及太阳能光伏集热蒸发器与直流压缩机的匹配计算,最后对实验数据进行了分析。结果表明,太阳能辐照量为800 W/m~2、光伏集热蒸发器面积为12 m~2的条件下,系统制热功率为10 k W,太阳能光伏集热蒸发器发电量为6.2 k W·h,大于直流压缩机的耗电量,满足供电要求;实验所得系统COP为3.25。相变储能可以解决太阳辐照波动导致的系统运行不稳定问题,具有显著的节能性和环保性。     

煤矿开采对地下水流场影响的数值模拟——以神府矿区大柳塔井田为例

煤矿开采过程中的矿坑排水对地下水流场和地下水资源利用具有强烈影响.本文通过建立平面二维地下水渗流模型,模拟煤矿开采后地下水流场的变化.模型识别校验后,对煤矿开采后地下水流场的变化趋势进行了预测.预测结果表明,随着采煤范围扩大,矿坑排水量增加,地下水循环途径被改变,充水含水层被疏干,导致泉水断流.     

大气压力对细水雾灭火系统泵组流量特性及效率的影响

柱塞泵是泵组式细水雾灭火系统的关键部件,它是细水雾喷头实施喷雾的供水源和压力驱动源.为研究大气压力,特别是高海拔低气压环境对柱塞泵流量特性及效率的影响,通过在合肥及拉萨两地的对比试验,给出了环境压力与柱塞泵流量特性及效率的关系.结果表明,大气压力减小使柱塞泵的流量减小,因此,在高原低气压环境下使用柱塞泵,应采用增加柱塞泵进口压力的措施,以保证泵组式细水雾灭火系统的设计性能;不同大气压力下泵组的效率无明显变化,即大气压力对泵组的效率无明显影响.     

黄磷冷凝塔气-液两相流场数值模拟

以计算流体力学(CFD)为基础,在三维坐标系下采用κ-ε标准湍流模型、传热模型求解流场温度及速度,采用Lagrange模型追踪粒子轨迹,对冷凝塔内流场情况进行分析。结果表明,不同高度气体的速度、温度分布均不相同,喷淋水使气体的分布情况变得更为复杂。在塔内气体温度与速度变化趋势相同,水滴的运动受气体流动影响。模拟结果对黄磷冷凝塔的改进有一定的参考价值。     

串接组合式迷宫螺旋泵的气液两相流数值模拟及试验研究

为研究串接组合式迷宫螺旋泵在实际污水处理过程中的曝气增氧效果和内部的流动情况,应用计算流体力学FLUENT软件,基于混合物多相流模型,对串接组合式迷宫螺旋泵内部三维多相流场进行了数值模拟,分析了不同含气率条件下流场的压力、速度、气相分布情况,分析得出:泵的压力梯度在不同含气率下有所不同,但压力分布都是沿着轴向方向增加,增压效果明显;转子流域的速度明显高于定子流域,且随着含气率的增大,转子流域速度越来越小,定子流域速度越来越大;泵整体含气率比较均匀,随着含气率的增大,出口流域含气率明显高于进口流域和螺旋环流域,有大量气体聚集的现象。试验结果表明:泵的扬程模拟曲线和试验曲线基本吻合,扬程误差值在7%左右,说明数值模拟结果较为准确,串接组合式迷宫螺旋泵在进行气液混输时出口气泡均匀,水中含氧量多,具有良好的曝气增氧效果。     

水幕排烟系统对烟气控制及排烟效率的影响研究

为探明水幕排烟系统对隧道内烟气控制和排烟效率的影响,通过火灾动力学求解器(FDS)研究不同排烟风量下隧道内烟气、温度和速度分布。结果表明:排烟量小于100 m3/s时,水幕无法有效地阻隔有毒烟气的蔓延;当火源热释放速率(HRR)为10、20及30 MW时,排烟量分别为100、160和180 m3/s,能将烟气限制在水幕排烟系统内;在水幕的作用下,水幕外的温度分布均满足人员逃生的需要(小于80℃),在水幕排烟系统中烟气控制要比温度控制更为重要;相同火源HRR下,排烟口的排烟效率随着排烟量先增大后减小;排烟口的吸穿效应在水幕排烟系统中很难出现,排烟口吸入位于隧道底部混有大量新鲜空气的烟气是造成排烟效率降低的主要原因。     

Investigation on the suppression effect of high momentum C6F12O (Novec-1230) flow on hydrogen jet flame

This work investigates the suppression effect of Novec-1230 on H₂ jet flame. The suppressants are motivated by N₂ flow to get higher momentum and approach the reaction kernel at flame base. The flame area with Novec-1230 is always smaller than that with water mist at the same condition. Novec-1230 exhibits better suppression effect on reaction kernel. The higher-momentum jet flame is more difficult to be suppressed. This is because that the higher-momentum flame makes the suppressant approach the reaction kernel more difficult. In addition, the high N₂ flow rate containing suppressant could destroy flame temperature structure and decrease it. Results inferred that the temperature of flame with Novec-1230 is higher than that with water mist. Moreover, the lower minimum extinguishing time indicates that the suppression efficiency of Novec-1230 is better than that of water mist. The jet flame is extinguished only when H₂ flow rate is low and N₂ flow rate is high. There are two reasons: one is that the higher-momentum jet flame prevents suppressants to enter flame core. The other one is that the burner nozzle is heated to as igniting source during suppression progress. Furthermore, the burning velocity, adiabatic flame temperature, heat production and free radicals are investigated theoretically at Φ = 1.6, 1.0, 0.8 and 0.6. Results indicate that the burning velocity with Novec-1230 is much lower than that with water mist. The adiabatic flame temperature, heat production and free radicals increase firstly and then decrease with Novec-1230 addition at lean flame.