地铁隧道毛细管换热器传热特性研究

发布时间：2022-07-27 12:09

　　地铁隧道毛细管换热器是将毛细管网敷设于地铁隧道岩壁作为空调热泵系统的前端换热器。地铁隧道毛细管换热器能够利用天然浅地表层冷热能,实现夏季为地铁站台供冷,冬季为地上建筑供热,达到节能环保的目的。本文主要从地铁隧道内毛细管换热器的换热量入手,分析毛细管换热器的传热规律及特点。结合热泵系统的运行及调节情况,研究毛细管换热器敷设在地铁隧道环境中的管间距、管内流速以及管长等结构因素对毛细管换热的影响,主要研究内容如下:1、对地铁隧道毛细管换热器的换热原理进行传热分析。针对地铁隧道环境,对地铁围岩传热机制进行分析,建立隧道围岩传热模型,进行数值模拟计算,得到地铁围岩传热规律。2、进行毛细管换热器传热实验,分析毛细换热器的传热规律及换热特点。针对实验工况进行数值模拟计算,将数值模拟计算结果与实验结果进行对比。3、针对毛细管换热器敷设于地铁隧道的实际条件进行数值模拟计算分析,根据计算结果逐一分析毛细管管内流速、毛细管管间距以及毛细管管长三项因素单独作用对地铁隧道毛细管换热器换热量及热泵系统运行调节情况的影响。4、综合分析毛细管换热器管内流速、管间距和管长共同作用对地铁隧道毛细管换热器换热量以及热泵系统... 

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 地铁空调系统冷源形式研究现状
        1.2.2 毛细管换热器的发展及研究现状
        1.2.3 毛细管换热器作为热泵前端的研究现状
    1.3 地铁空调系统的研究方法
    1.4 本文主要研究内容
第2章 地铁隧道毛细管换热器传热理论分析
    2.1 地铁隧道施工与毛细管换热器敷设简介
    2.2 地铁隧道毛细管换热器传热理论基础
        2.2.1 隧道毛细管换热器传热原理
        2.2.2 毛细管内壁与管内流体对流换热系数
        2.2.3 隧道毛细管换热器传热计算数学模型
        2.2.4 隧道毛细管换热量计算
    2.3 地铁隧道围岩传热分析
        2.3.1 地铁隧道围岩传热模型
        2.3.2 地铁隧道围岩传热机理分析
    2.4 本章小结
第3章 毛细管换热器传热实验与分析
    3.1 实验台搭建
    3.2 实验仪器
    3.3 实验工况及过程
        3.3.1 实验工况
        3.3.2 实验过程
    3.4 实验结果及分析
        3.4.1 工况一测试结果及分析
        3.4.2 工况二测试结果及分析
        3.4.3 工况三测试结果及分析
    3.5 本章小结
第4章 实验工况数值模拟分析
    4.1 物理模型的建立
    4.2 网格的划分
    4.3 边界条件的设定
    4.4 计算结果及分析
    4.5 数值计算结果与实验结果对比
    4.6 本章小节
第5章 隧道毛细管换热器换热数值模拟与传热分析
    5.1 地铁隧道毛细管换热器管物理模型的建立
    5.2 边界条件的设定
    5.3 计算结果分析
        5.3.1 毛细管换热器管内水流速计算结果分析
        5.3.2 毛细管换热器管间距计算结果分析
        5.3.3 毛细管换热器管管长计算结果分析
    5.4 毛细管换热器结构综合分析
        5.4.1 毛细管换热器管内流速与管间距综合分析
        5.4.2 毛细管换热器管长综合分析
    5.5 计算实例分析
        5.5.1 工程简介
        5.5.2 毛细管网席结构与换热量计算
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文及科研工作
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]毛细管壁面换热器用于地铁隧道的可行性分析[J]. 胡松涛,施志钢,高号.  暖通空调. 2015(07)
[2]地表水地源热泵塑料毛细管换热器设计[J]. 施志钢,张威,胡松涛.  暖通空调. 2014(07)
[3]基于太阳能热水的毛细管网壁面低温辐射采暖系统[J]. 冯国会,崔洁,黄凯良,李慧星,郭慧宇.  沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2013(02)
[4]浅谈毛细管网低温辐射供暖供冷系统[J]. 王景明.  科技资讯. 2013(04)
[5]地铁隧道围岩传热规律的监测分析[J]. 李晓昭,熊志勇,乔恒君,马娟,张学华,杜茂金.  地下空间与工程学报. 2012(01)
[6]冬季工况下毛细管辐射空调系统的工程测试[J]. 顾皓,李永安.  制冷与空调. 2011(03)
[7]地铁隧道围岩内温度分布规律的模型试验及其热导率反算研究[J]. 肖琳,杨成奎,胡增辉,李晓昭,李茉.  岩土力学. 2010(S2)
[8]塑料毛细管网换热器专利分析与技术应用[J]. 邱俊杰.  中国发明与专利. 2010(09)
[9]地源热泵+毛细管网空调系统的热力学分析[J]. 张亮.  制冷与空调. 2010(03)
[10]U形毛细管席冷却顶板换热性能数值模拟与分析[J]. 李青,刘金祥,陈晓春,徐稳龙,丁高,潘云钢.  暖通空调. 2010(04)

硕士论文
[1]近海岸浅滩毛细管前端换热器传热特性研究[D]. 张洪涛.青岛理工大学 2015
[2]毛细管壁面换热器应用于地铁环控系统的传热问题研究[D]. 赵蕊.青岛理工大学 2013
[3]毛细管前端换热器传热及阻力特性研究[D]. 张威.青岛理工大学 2013
[4]地铁隧道围岩监测与有限元模拟[D]. 刘波.辽宁工程技术大学 2009



本文编号：3665431