插入热管对沙土传热特性影响的初步研究

摘要

进行了热管增大沙土降温幅度的实验。实验中使沙土温度高于大气温度，测量了沙土随时间的自然降温曲线和插入热管后沙土随时间的强制降温曲线；实验分若干组，测同一沙层不同半径处沙土温度、测同一半径不同沙层处沙土温度、改变热管根数测沙土温度。
　　 本文运用FLUENT软件对实验过程进行了模拟计算，除考虑热管与沙土之间的换热外，还充分考虑沙桶底部、沙桶壁面、沙土表层对整个传热过程的影响，在同一初始温度场分布下，分别模拟无热管、插入不同根热管时，沙土内温度场的时空变化。模拟结果表明热管、桶壁、沙土表面都对沙土散热过程产生影响，沙土内温度随时空的变化规律与实验结果吻合，误差较小。实验数据与数值计算结果均表明，当入夜后大气温度低于沙土温度时，热管可以增大沙土降温幅度，从而使热管减缓沙土中的水分蒸发成为可能。研究热管对沙土传热特性的影响，有利于探索荒漠地区水分补充的方法，为综合治理荒漠提供新技术，同时能促进多孔介质中热质迁移规律的研究，促进学科发展。