土壤温度场

摘要： 地埋管地源热泵技术可为冬季桥梁融雪工程提供绿色、环保的解决方案,但冬季工况地埋管换热效率的影响因素尚不明确.针对单U型地埋管换热器,采用数值计算方法,研究入口温度、回填材料配比、孔深和间距对冬季取热能力及周围土壤温度分布的影响.结合某桥梁实际供暖工况,建立3种不同埋深的单个换热器模型及3种不同间距的换热器群模型,并进行多工况条件下的影响因素对比分析.结果表明,系统运行48 h时,入口温度为2°C条件下的换热功率将较8°C时提高约82%;降低回填料中膨润土的质量分数有利于换热;随着换热器深度增加,每延米取热能力下降;扩大换热器间距可减弱彼此间的热干扰效应;运行8 h时,间距4 m条件下较间距3 m时换热功率提高5.4%,间距5 m条件下较间距4 m时提高1.9%.

摘要： 北极地区特殊的地质和岩土条件决定了常规的管道设计将面临巨大挑战,如,管道埋设深度和管道运行温度就没有标准规范可遵循。依托规划中的阿拉斯加天然气管道工程实际,利用管道与冻土热传导数值计算模型对不同埋深、不同运行温度下输气管道周围土体的温度场变化进行了研究。计算结果表明:5°C正温管道加剧了冻土退化,管底下方融化深度主要受管道运行温度的影响,在浅埋、中埋、深埋3种方式下30年最大融化深度分别达到4.2 m、5.5 m和6.5 m,其中管道深埋方式对融化圈的发展具有促进作用;-1°C冷输管道可以保护冻土,有效抬升人为多年冻土上限,维持管基土处于冻结状态,3种埋深方式下人为多年冻土上限分别抬升至0.38 m、1.09 m和1.55 m,其中管道浅埋方式影响最大。建议在不连续多年冻土区管道可以采取浅埋的敷设方式,同时,通过调控管道运行温度接近-1°C,既保证了管道结构安全、保护了冻土环境,同时还能减少施工作业、降低工程投资。

摘要： 在埋地管道中,常温输送的天然气管道会影响农田地区土壤的温度场,从而改变农作物生长的土壤环境.为了研究农田地区土壤的温度特性,以某管道为例,根据该地段的土壤物性参数,采用Fluent非结构性有限容积法对农田段的温度场特性进行数值模拟研究.从管道是否敷设隔热层以及两种不同材质的隔热层对土壤温度场影响的两个角度对农田地区土壤温度场进行了数值模拟.结果表明:设置隔热层的埋地输气管道与不设置隔热层的输气管道相比对土壤温度场的影响变化明显;两种不同材质的隔热层对土壤温度场的影响相似.

摘要： 为研究蒸气在土壤中泄漏扩散后温度场的分布情况,基于小孔泄漏模型,利用CFD对埋地蒸气热力管道进行泄漏扩散模拟.研究结果表明:在蒸气热力管道泄漏过程中,当泄漏孔径和管道运行压力增大时,土壤高温区和温度梯度区范围变大,而土壤孔隙率增大时,土壤高温区范围基本不变,温度梯度区范围变大.

摘要： 为研究蒸气在土壤中泄漏扩散后温度场的分布情况,基于小孔泄漏模型,利用CFD对埋地蒸气热力管道进行泄漏扩散模拟.研究结果表明:在蒸气热力管道泄漏过程中,当泄漏孔径和管道运行压力增大时,土壤高温区和温度梯度区范围变大,而土壤孔隙率增大时,土壤高温区范围基本不变,温度梯度区范围变大.

摘要： 温度是影响植物整个生命周期的首要因素,为了创造适合植物生长发育的热环境,温室大棚应运而生。在寒冷地区,只依靠太阳辐射并不能满足植物所需要的温度,尤其是地温。为了创造适宜的地温,以地源热泵为热源,通过地埋管向土壤供热。为了研究地埋管对温室土壤的影响作用,建立了温室土壤的二维模型,使用Fluent对温室大棚土壤温度进行模拟研究,得到了不同地埋管参数下的土壤的温度场,为利用地源热泵系统提高土壤温度研究提供了理论依据。

摘要： 在埋地管道中,常温输送的天然气管道会影响农田地区土壤的温度场,从而改变农作物生长的土壤环境。为了研究农田地区土壤的温度特性,以某管道为例,根据该地段的土壤物性参数,采用Fluent非结构性有限容积法对农田段的温度场特性进行数值模拟研究。从管道是否敷设隔热层以及两种不同材质的隔热层对土壤温度场影响的两个角度对农田地区土壤温度场进行了数值模拟。结果表明:设置隔热层的埋地输气管道与不设置隔热层的输气管道相比对土壤温度场的影响变化明显;两种不同材质的隔热层对土壤温度场的影响相似。

摘要： 通过理论与工程实践发现，影响建筑物土壤源热泵系统运行的关键是垂直地埋管换热器周围的土壤非稳态温度场，而地埋管的布置方式及选取的土壤区域及回填材料类型又是影响土壤温度场的重要参数。本文建立当量地埋管及其周围土壤的二维非稳态传热数学模型和物理模型.借助MATLAB中的PDE工具箱及相应编程,求解周围土壤的非稳态温度场.通过对夏季制冷工况的模拟,得到了不同岩土导热系数,不同回填材料导热系数,不同埋管管径,不同支管间距等对土壤温度场的影响趋势.通过数据分析,得出一些具有一定参考意义的结论.在竖直地埋管布置时,尽量选用有较大导热系数的岩土和回填材料,同时,在布置时,尽量选用较大管径的埋管和保持较大的支管间距.

摘要： 针对原油管道顺序输送过程中的土壤传热问题,建立了二维非稳态传热的数学模型.在土壤温度场模型中将土壤的半无限大区域转化成有限矩形区域,利用有限差分法进行离散化求解,采用CFD软件模拟冷热油顺序输送过程周围土壤温度场的变化.对某管道的模拟结果表明,输油温度、输油时间、大气温度等对管内油品温度变化有很大的影响,计算结果可为制定顺序输送管输方案提供有效依据.

摘要： 针对石家庄某30m2的小型房间,模拟分析了夏季制冷时变负荷工况下地埋管周围土壤温度场的非稳态分布情况.该系统为直膨式地源热泵系统,土壤成分为砂质黏土,回填土材料为膨润土基.土壤原始温度为15°C,制冷剂冷凝温度为29°C.通过模拟分析给出了变负荷工况下、不同运行时间的热作用半径、土壤温度的变化曲线。土壤温度及钻井壁面温度随着运行时间的增加而升高，当运行时间足够长时，温度逐渐趋于稳定。土壤温度和井壁温度均随着负荷的变化出现相应的波动，但是总体上升趋势保持不变，为直膨式地源热泵系统地下埋管的设计提供了参考依据。

摘要： 本研究参照地源热泵系统水平埋管的布置形式,提出水平式地热空气冷热交换系统的概念.在确定西安地区土壤热物性参数的基础上利用土壤初始温度理论模型得到埋管处土壤温度场模型.运用GAMBIT建立了一维半无限大介质及水平式地热空气冷热交换系统模型,利用FLUENT软件模拟空气流通的过程并进行数学模型计算,得到了土壤的温度场和埋管出口处温度变化规律,验证了水平式冷热空气交换系统的合理性.

摘要： 基于上海理工大学土壤源热泵实验系统,通过实验研究了土壤源热泵在运行一个实验周期3个月,冬(夏)季采暖(制冷)工况下,对比分析了埋管间距分别为5.65m、4m情况下,地下土壤的温度随时间的变化;并对比了在夏季制冷工况下,两种埋管间距情况下,地下热干扰现象对热泵机组运行效率的影响;研究了在夏季制冷工况下,埋管间距5.65m,热泵采取间歇性运行情况下,地下土壤温度随时间的变化,并与连续性运行进行了对比分析.实验系统中,每根地埋管管壁都布置有温度测点,因此实验数据更加准确,实验结果更加具有代表性.

摘要： 通过建立地下水平埋管换热器模型,模拟了土壤导热系数对埋管及其周围土壤温度分布和埋管换热量的影响.分析了埋管管材及埋管埋深,管径,管壁厚度等对埋管换热的影响.模拟结果显示,当土壤导热系数从1.1 W/(m°C)增大到2.5 W/(m°C)时,埋管单位管长换热量增幅达100.8％,到埋管距离越近的点,其土壤温度随土壤导热系数的变化相对较快.地下二层埋管外表面温度及其周围土壤温度变化比地下一层换热稳定性好,换热量大.适当的加大管径,减小管壁厚,有利于增强埋管换热.

摘要： 为了探讨地源热泵系统在防护工程中的适用性,针对垂直埋管热堆积问题,结合防护工程负荷特点和时间特性,建立传热模型,对热泵运行期和停机期地下土壤的温度场进行了研究,并对地温变化规律和回复特性进行分析.结果表明,地埋管在工程使用期能与地下土壤有效换热,在工程维护期能较好的恢复热平衡,防护工程间歇运行的特点有利于消除热堆积的不良影响.

摘要： 冻土区管道的热油输送对冻土环境带来了巨大的挑战.输油管道的常年运营会使冻土区周围土壤的温度场发生变化,导致周围土壤的融沉风险加剧.本文以中国漠大线为例,开展冻土区输油管道对冻土融化深度的影响规律研究.基于FLUENT软件建立了冻土区埋地输油管道温度场数值计算模型,模型中根据现场统计数据编写了合适的边界条件,针对地表温度、管道埋深、保温层厚度以及冻土含水量4种因素开展了参数分析,详细讨论了其对冻土融化深度的影响.结果表明,在相同的运行期间内,低温冻土受到热扰动后的融化深度小于高温冻土受到热扰动后的融化深度;随着管道埋深的增加,冻土层的融化深度也越大;增加保温层厚度可以起到很好的隔热效果,冻土融化深度随着保温层厚度的增加而明显减小,当保温层厚度为80mm时,冻土几乎不发生融沉;同时,冻土融化圈的范围随着冻土含水量的增加而减小.

摘要： 冻土区管道的热油输送对冻土环境带来了巨大的挑战.输油管道的常年运营会使冻土区周围土壤的温度场发生变化,导致周围土壤的融沉风险加剧.本文以中国漠大线为例,开展冻土区输油管道对冻土融化深度的影响规律研究.基于FLUENT软件建立了冻土区埋地输油管道温度场数值计算模型,模型中根据现场统计数据编写了合适的边界条件,针对地表温度、管道埋深、保温层厚度以及冻土含水量4种因素开展了参数分析,详细讨论了其对冻土融化深度的影响.结果表明,在相同的运行期间内,低温冻土受到热扰动后的融化深度小于高温冻土受到热扰动后的融化深度;随着管道埋深的增加,冻土层的融化深度也越大;增加保温层厚度可以起到很好的隔热效果,冻土融化深度随着保温层厚度的增加而明显减小,当保温层厚度为80mm时,冻土几乎不发生融沉;同时,冻土融化圈的范围随着冻土含水量的增加而减小.

摘要： 冻土区管道的热油输送对冻土环境带来了巨大的挑战.输油管道的常年运营会使冻土区周围土壤的温度场发生变化,导致周围土壤的融沉风险加剧.本文以中国漠大线为例,开展冻土区输油管道对冻土融化深度的影响规律研究.基于FLUENT软件建立了冻土区埋地输油管道温度场数值计算模型,模型中根据现场统计数据编写了合适的边界条件,针对地表温度、管道埋深、保温层厚度以及冻土含水量4种因素开展了参数分析,详细讨论了其对冻土融化深度的影响.结果表明,在相同的运行期间内,低温冻土受到热扰动后的融化深度小于高温冻土受到热扰动后的融化深度;随着管道埋深的增加,冻土层的融化深度也越大;增加保温层厚度可以起到很好的隔热效果,冻土融化深度随着保温层厚度的增加而明显减小,当保温层厚度为80mm时,冻土几乎不发生融沉;同时,冻土融化圈的范围随着冻土含水量的增加而减小.

摘要： 本发明公开一种可提高温度场精度的温度场数据确定方法、装置及设备。其中，该方法包括：获取当前空调器的温度场检测范围与目标空调器的温度场检测范围的重叠区域的第一温度场数据及第二温度场数据；根据所述第一温度场数据和所述第二温度场数据，对所述重叠区域的温度场数据进行修正。本发明利用不同温度场检测装置检测的针对同一重叠区域的温度场数据，进行该重叠区域的温度场数据修正，得到精度较高的温度场数据，提高了边缘温度场的检测精度，使得对天井机空调器的状态控制更为精确。

摘要： 本发明的基于土壤温度划分土壤水分蒸发阶段的方法，包括：准备热脉冲传感器；标定热脉冲传感器的探针间距；将热脉冲传感器安装在待测土壤中，测定一定时间内的土壤温度，启动热脉冲传感器上的加热针，测定并记录土壤加热过程中及加热后土壤温度的变化情况，计算得到土壤热导率、容积热容量和热扩散系数；根据土壤热导率与探针间的距离计算出干土层厚度；设置一个干土层厚度的临界值，以表征蒸发由第一阶段进入了第二阶段；计算土壤温度梯度标准差与干土层厚度间的相关系数，选择相关系数最大的作为区分土壤水分蒸发阶段的参数，并得到区分蒸发阶段的该参数的临界值。本发明的技术方案可以根据一定时间内不同深度土壤的温度值快速区分蒸发阶段，省时省力，有助于精确地描述水文循环、气候模式和陆地生态系统过程。

摘要： 本发明提供了一种管道周围土壤的温度场及土壤的导热系数的监测工具，包括横杆、多个测温光纤传感器、数据采集器和数据处理器，其中，多个测温光纤传感器设置在管道周围土壤的安装孔中，其上端与横杆连接，横杆的延伸反向垂直于管道，多个测温光纤传感器位于同一个平面内；数据采集器的输入端与多个测温光纤传感器相连，输出端与数据处理器的输入端相连；数据采集器被配置为采集测温光纤传感器检测的数据并发送至数据处理器；数据处理器被配置为接收数据并进行处理，得到土壤的导热系数及管道周围土壤的温度场本发明提供的监测工具在埋设温度传感器时对管道周围的土壤开挖的范围较小，可同时得到管道周围土壤的温度场及土壤的导热系数。

摘要： 本发明公开了一种温度场检测装置、竖窑和温度场的检测方法，用于检测竖窑燃烧区的温度，竖窑的侧壁具有贯通的测温孔，温度场检测装置包括保护管和温度传感器，保护管用于插设于测温孔内，保护管的一端用于沿竖窑径向可移动的设于竖窑内，保护管的另一端用于设在竖窑外；温度传感器可拆卸的设于保护管内，温度传感器的检测探头用于设在保护管的一端，以检测保护管的一端所在位置的温度。本发明检测的温度场数据相比于通过窑壁处的温度场来获得窑内燃烧区温度场的方式，检测结果更准确。

摘要： 本申请提供了一种基于实测焊接温度场并结合有限元的温度场分析方法，包括：在焊件表面设置温度检测点；将每个温度检测点的实际温度场整理成编号和时间的形式；在有限元分析软件中建立与焊件相同的焊件模型，同时将焊件模型的热力学材料参数定义为温度的形式；并利用有限元分析元件求解出焊件模型表面的模拟温度场；比较模拟温度场和实际温度场，如果在同一时刻两者的温差不超过预定值，则证明该模拟温度场有效；如果在同一时刻两者的温差大于预定值，则调整热源公式中的输出热效率，同时调整焊件模型的热力学材料参数，直到两者在同一时刻的温差不超过预定值。本申请的方法可以准确地模拟复杂焊接工艺以及复杂焊接构件的全过程温度场变化情况。

摘要： 航空发动机燃气涡轮前后温度场是实现发动机性能和热端部件结构可靠性的设计重点，本发明提出了利用更容易测量的涡轮后温度场计算得到难以高温下测量的涡轮前温度场即是燃烧室出口温度场的方法，包括温度场的不均匀度、流道高度上的温度分布以及热点位置，从而解决高温下测量的涡轮前温度场的测量问题，为航空发动机性能和热端部件的设计提供了新的方法和思路。

摘要： 本发明公开一种可提高温度场精度的温度场数据确定方法、装置及设备。其中，该方法包括：获取当前空调器的温度场检测范围与目标空调器的温度场检测范围的重叠区域的第一温度场数据及第二温度场数据；根据所述第一温度场数据和所述第二温度场数据，对所述重叠区域的温度场数据进行修正。本发明利用不同温度场检测装置检测的针对同一重叠区域的温度场数据，进行该重叠区域的温度场数据修正，得到精度较高的温度场数据，提高了边缘温度场的检测精度，使得对天井机空调器的状态控制更为精确。

摘要： 本发明公开了一种微流体温度场测量装置，包括光源，其特点是还包括起偏器、聚光镜、半透半反射棱镜、偏振分光棱镜、物镜、四分之一波片、检偏器和CCD，光源射出的光束通过起偏器变成偏振光，再经过聚光镜会聚成平行光，该光线经过半透半反射棱镜，反射至偏振分光棱镜后被剪切成两束光；这两束光通过物镜射到微流体芯片上，再按照原方向反射，通过物镜、偏振分光棱镜、半透半反射棱镜、四分之一波片、检偏器，最终成像在CCD靶面上。由于采用共光路光学系统，消除了外界因素对光路的干扰，减少了测量误差。本发明方法采用相移干涉测量方法，使得温度测量误差由现有技术的3°C提高到0.1°C；空间分辨率由现有技术的毫米级提高到微米级。

摘要： 本发明涉及一种土壤源热泵地下温度场的测试方法，该方法包括以下步骤：⑴将多组热电偶线插入塑料护套管内；⑵将所述塑料护套管用数个塑料封条沿地埋管直线固定于相邻所述地埋管管壁的间隙；⑶将所述地埋管竖直埋入地下，回填完毕后，将所述多组热电偶线与多功能数据采集仪相连，然后进行数据采集即可。本发明简单易行，有效地克服了热电偶线在地埋管下管、回填过程中容易拉断的缺点，实现了实时测定土壤源热泵系统运行过程中地埋管周围岩土体温度的分布情况，可用于土壤源热泵系统地下温度场的研究及运行控制。

摘要： 本发明公开了一种调节土壤温度场平衡的太阳能原油加热复合系统及方法，包括有套管式太阳能石油加热器、高效蓄热分层油箱、多级两相分离器、换热器、水油复合埋管系统和地源热泵机组。使用高效分层油箱，通过特殊设计的进油和出油管，可减少不同温度层间的干扰和混合，较好实现油的分层，增大油箱的有效蓄热容量，并采用水油复合埋管系统，使用螺旋油管增大与周围环境的接触面积，提高换热效率，在保证供热的同时缓解土壤温度场的变化。本发明充分利用太阳能光热技术，一则可以进行原油加热从而进行油气分离；二则为建筑供热；三则修复土壤因采暖造成的温度衰减，与地源热泵系统达到了高度的协调，使地源效率及功能得到了最大的提高。