基于分段法的同轴套管换热器解析模型研究

摘要

为方便同轴套管换热器的优化设计,提出一种基于分段法的同轴套管换热器解析模型。在解析模型中,根据“热阻理论”和“线热源理论”分别构建钻孔内与钻孔外换热模型,并基于“分段法”和“时间迭加理论”组合构建准三维同轴套管换热器瞬态解析模型。将解析模型计算结果与试验结果、数值分析结果进行对比,验证解析模型的合理性。采用解析模型,研究土体导热系数非均匀分布对同轴套管换热效果的影响,结果表明:“均匀化”土体导热系数的同轴套管换热效率高于“梯度化”土体导热系数的同轴套管,且这种影响随单位深度上土体导热系数变化幅值的增加而增大;在同轴套管换热效率评估过程中应重视土体导热系数的非均匀特性。