内阻式供热直埋保温管热工模拟与仿真

摘要

直埋供热管道技术目前在世界各国都以得到了无可非议的承认，不仅仅因为直埋供热管道采用高质量的绝缘材料加之高强度的保温结构，解决了直埋管道的隔热性、抗压强度、防水性等难题，关键还在于在节约投资、降低能耗方面给用户带来了巨大的经济效益和社会效益。近几年来，直埋热水管道的广泛应用带动了高温蒸汽供热管道直埋敷设的发展，直埋式预制高温保温管保温性能好，高效节能，防水防腐和显著的经济环境效益，美化城市，对我国开发区现代热网建设及高水准老城市供热改造(采用旧式管沟敷设造价高、工期长、施工难、热耗大、水淹浸、多冒汽)有着特别意义。由于高温蒸汽管道温度高，给直埋技术带来了许多难题，如保温结构设计、变形补偿、管件密封防水、疏水处理以及高温防腐等。针对这些难点，国内外学者开展了许多研究开发工作。为高温管道实现直埋敷设提供了个多种结构模式和工程实例。本文根据传热机理和工程实际需求，设计研究出了一种新型直埋保温管道——内阻式供热直埋保温管道。 本文首先通过传热理论分析确定实验测量对象——芯管外表面温度、工作管外表面温度、保温层外表面温度、保温层外表面热流密度和周围环境温度，分别在不同介质温度下进行具体的实验操作，记录实验数据，对实验数据进行处理，根据最小二乘法进行多项式拟合，再根据拟合公式及理论公式，运用MATLAB中的Simulink工具，建立实验(SYMX)模型。通过改变模型中的输入变量：介质温度，得到模型的输出变量：芯管外表面到工作管外表面热阻、保温层热阻。对模型进行仿真模拟，仿真结果基本与理论分析一致。 因此，本文运用Simulink工具建立实验模型的过程相当于提出了一种简单易行的方法，可在缺少实际条件操作时，通过该模型预测管道热阻，而在实际运行中可选取合适的运行参数，降低运行成本，节省运行费用，达到预期效果。

目录

文摘

英文文摘

声明及关于学位论文使用权的说明

第一章绪论

第二章直埋敷设技术的发展及应用

第三章内阻式直埋保温管的实验研究

第四章内阻式供热直埋保温管的传热分析

第五章实验数据处理

第六章系统建模与仿真

全文总结

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文