物性论文关于岩土热物性测试仪的研发应用论文范文参考资料

物性论文岩土热物性测定器的研究开发应用论文范文参考资料。(1.河北省科学院能源研究所2 .中国电子科技集团公司第五十四研究所卫星通信和广播电视专业部3 .河北省科学院，河北石家庄050081 )摘要：本文介绍了岩土热物性测量仪的组成、测量原理和测量方法，通过实际工程的实际测量，使用自制软件结合当地地质结构计算岩土综合热传导率和单位延米的热交换量，为后期地源热泵项目的设计提供参考依据，并为河北省地源热泵技术关键词：岩土热物性测试器地下埋设管地热源热泵地质构造热传导率； 热交换： a: tk 523:1009-2374 (xx ) 04-0049-02 doi:10.13535/j.ki.11-4406/n.xx.04.0251概要地下埋设管源热泵是利用可再生能源进行暖气制冷的节能环保技术，利用埋设在地下的地下埋设管热交换器与土壤交换热量，提高可再生的浅层地热能源的能源品位，进行暖气制冷，达到高效的节能效果。 地埋管地源热泵系统效果的关键和设计依据是地埋管的热交换性能和岩盘热物性。 岩土热物性参数可以根据地层的岩性和物理性质指标调查相关地质手册、室内试验法或现场试验法。 检索法得到的热传导系数通常范围广，取值不保守，投资浪费的可能性高的室内试验法需要在现场的土样上进行试验，采集的土样脱离了天然的地质环境，因此其试验结果没有反映实际岩土的热物性特征。 现场试验法避免了以上两种方法的缺点，显示了钻头深度地层整体的平均热物性特征，在实际工程中更准确、准确，是目前很多地源热泵地质调查中采用的技术方法。 为了更高效地利用用地源热泵技术，推动地源热泵在河北省的快速稳定发展，河北省科学院能源研究所和河北省地源热泵检测中心共同开发了TPS-岩土热物性测量仪，申请了国家专利，拥有独立的知识产权。2TPS-岩土热物性测定仪2.1测试方法和原理该设备的主要测试零件由流量传感器、温度传感器、热泵机组、泵和管道、数据采集计算机等组成。 结构图如图1所示试验器工作期间，地下埋设管热交换器的工作介质(水或防冻液)从a口通过1#温度传感器、水泵、热泵机组进行热交换，然后通过流量传感器、2#温度传感器，从b口流出试验器，地下埋设管热交换器和深层岩土1#、2#温度传感器和流量传感器收集循环中的进出口温度、流量并转换成数字信号，通过通信变换器集中转换成上位机能够接收的RS232通信协议，实时传输到上位计算机进行分析、显示和存储。 通过测量地下埋设管热交换器出入水的温度差和流量值，计算岩土的平均热物性参数。 实物图如图2所示测试软件是用Borland Delphi 7编程语言编写的，系统短而坚固，运行稳定，每分钟收集和记录水的温度和流量，将收集的数据实时保存到Aess数据库中，准备后续分析。2.2传热模型和数据处理三个案例研究成功研制出TPS-岩土热物性测量仪器，为河北省石家庄、沧州、衡水、秦皇岛、唐山、廊坊以及河南省信阳和新乡等地20多个热源热泵工程项目提供地下岩土热物性测量服务，利用GeoStarV3.0软件进行系统运行模拟以沧州市某地源热泵项目岩下岩土热物性试验工作为例说明具体的应用试验情况。3.1项目概况沧州市某地源热泵项目位于沧州市，建筑面积约为72720.37m2。 试验孔深度为120m，地下埋设管型为双u型，地下埋设管材质为HDPE100/DN32管，试验孔回填材料为原浆回填。 钻头地层结构直方图如图3所示图3表明，该地层结构主要由泥沙层和泥层构成，其中泥沙层厚度为70.9m，泥层厚度为45.9m，其他成分厚度为3.2m，适合地下埋设管地源热泵项目实施。3.2数据处理地源热泵系统工程技术规范 (条文说明)附录C.3中推荐的方法：热传导率和比热采用定功率法。 系统连接结束后，分别采用定功率试验法和恒温试验法，取得岩土热传导率、比热的每单位孔深度热交换。 其中恒功率测试有效时间为48小时，恒温法有效时间为2.5小时。 有效测试时间内的埋设管进出口温度的时间变化曲线如图4所示。从图4可以看出，加热器工作稳定，进出口水温曲线连续缓慢，波动小。 土壤初始温度为15.75，测量孔的进出口平均温度为30.3，平均温差为3.03，实际平均加热功率为5.18kW，流量为1.933m3/h。根据上述公式和自制软件的测试数据计算，项目所在地埋孔测试区域岩土的平均导热系数为2.10W/(mk)，土壤容积比热容为7106(J/m3)。 以孔为单位的孔深度交换热量用恒温法测定，测定器模拟热泵机组夏天的制冷情况，向地下岩土散热，地下埋设管的入口温度恒定为33，稳定时间恒定为2.5小时，按上述公式计算，以孔为单位的深度交换热量为56.76W。根据岩土地层结构分析、综合热传导率和热交换分析，该项目在该地区岩土热传导率高，岩土具有良好的热传导能力，在经济性方面也在合理的期望之内，因此适合埋设地源热泵空调系统，同时计算出的热物性参数也是空调供热系统的设计参数四结分析了该项目的热响应试验数据，结果显示该项目岩土的平均热传导率为2.10W/(mk)，土壤容积比热容量为7106(J/m3)。 地下埋设管的进口温度一定为33，测定孔单位的埋设深度为56.76W。 该数