地埋管数值传热模型及地下岩土导热系数测量的开题报告

地埋管数值传热模型及地下岩土导热系数测量的开题报告一、选题背景目前，随着环境污染日益加剧，环保意识逐渐增强，人们对于清洁能源的需求也越来越迫切。地源热泵作为一种温室气体排放量零的环保型供暖系统，备受人们的青睐。然而，关于地源热泵的热传递机理和地埋管的导热系数还有许多问题亟待探讨。二、研究意义地埋管是地源热泵供热系统中最为核心的部件，其导热性能直接影响了地源热泵系统的热量交换效率。因此，准确测量地埋管的导热系数并进行数值模拟研究，对于提高地源热泵供暖系统的热传递效率和节能降耗具有重要的意义。三、研究目的本研究旨在建立地埋管数值传热模型，探究地源热泵系统中地埋管的导热性能，并通过实验测量地下岩土的导热系数，为地埋管的设计和使用提供理论依据。四、研究内容1.地埋管数值传热模型的建立：建立地源热泵系统中地埋管的传热模型，分析热传递机理，包括地下水流变化、地温分布等影响因素。2.地下岩土导热系数的测定：设计地下岩土导热系数测量装置，进行实验测量并分析数据，探究地下岩土导热系数的影响因素。3.数值模拟与分析：利用有限元方法对建立的地埋管数值传热模型进行模拟计算，分析不同条件下地埋管的传热特性，包括水流速度、岩土温度等参数。五、研究方法1.数值模拟方法：采用有限元方法建立地埋管数值传热模型，对传热机理进行模拟计算，得出传热特性指标。2.实验测量方法：设计地下岩土导热系数测量装置，进行现场实验测量，分析数据并得出结论。3.统计分析方法：对实验数据进行统计分析，评估地下岩土导热系数的测量精度，以及数值模拟结果的准确性等。六、预期成果1.建立地埋管数值传热模型，探究地源热泵系统中地埋管的传热特性。2.测定地下岩土导热系数，并探究其影响因素。3.分析地埋管传热特性在不同工况下的变化规律，提出优化建议。七、研究计划1.阶段一（前期调研）：收集地源热泵系统相关文献，了解国内外发展现状，并确定研究方向和目标。2.阶段二（建模与实验）：针对研究目标，建立地埋管数值传热模型，并设计实验测量地下岩土导热系数。3.阶段三（数据分析与评价）：对实验数据和数值模拟结果进行统计分析，评估地下岩土导热系数的测量精度以及数值模拟结果的准确性等。4.阶段四（结论总结）：整合研究结果，得出结论并提出优化建议。八、参考文献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