地埋管热阻计算方法

1、垂直单U型埋管内流体至井壁总热阻在忽略轴向导热的条件下，如图3.14所示图3.14垂直单U管井水平截面图如果U型管的两根支管单位长度的热流分别为ql与q2,两支管内流体温度分别为Tf1与，根据线性叠加原理，所讨论的稳态温度场应该是这两个热流作用产生的过余温度场的叠加。如果取钻孔壁的平均温度Tb为过余温度的零点，b则有T-T=Rq+Rqfb11122T-T=Rq+Rqf2b12122其中：R1和R2分别为两支管内流体至井壁间的热阻，而R12是两根管子之间的热阻。对于实际工程，钻孔中的U型埋管在结构上通常可以假设是对称的，因此有R1=R2，又由于没有考虑两支管内流体沿深度方向的变化，无法分析Tf1

2、和Tf2及q1和q2的区别，因此只能作进一步的简化假设：Tf1=Tf2=弓，q=q=q/2,以减少未知量的个数，其中Tf为埋管内流体的平均温度，ql为单位长度U型埋管总的传热量。根据文献6推导公式得：122兀九2兀九lnln九一九九一九lnInd2d22兀九lno十、d丿兀dhii则埋管内流体至井壁总热阻为：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公式适用于埋管内流体处于紊流状态，即Re2200，其中:-土壤导热系数，W/(mC)；-b回填土导热系数，W/(mC)；-

3、p埋管导热系数，W/(mC)；九fluid埋管内水导热系数，W/(mC)；钻孔内热阻，(mC)/W；埋管的外直、半径，m；di、ri埋管的内直、半径，m；db、rb钻井的直、半径，m；D埋管管间距，m；h埋管内水的对流换热系数，W/(m2C)；Nu努塞尔数；Re雷诺数；Pr普朗特数，其值为fluid/afluid；v埋管内水流速(分子)，m/s；v水的运动粘性系数(分母)，m2/s；(3)垂直双U型埋管内流体至井壁总热阻传热分析同垂直单U,取钻孔孔壁的平均温度为过余温度的零点6,则有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型管的四根支管在钻孔中是对称布置的，因此有Rij=Rji,=R3并有R14=R12则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则埋管内流体至井壁总热阻为：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=其中双U管间距D为靠近的两支管间的距离。a=A/pc其中a就是热扩散；