Моделирование теплового режима термоскважин геотермальных теплонасосных систем теплоснабжения [Текст]. Ч. 1. Учет замерзания поровой влаги в грунте / Г. П. Васильев [и др.]> // Теплоэнергетика . - 2015. - № 8. - С. 11-17 . - ISSN 0040-3636
Рубрики: Энергетика Геоэнергетика Кл.слова (ненормированные): геотермальные теплонасосные системы теплоснабжения -- грунтовые массивы -- замерзание поровой влаги -- математические модели -- нестационарные тепловые режимы -- оттаивание поровой влаги -- поровая влага -- программные комплексы -- системы теплоснабжения -- теплонасосные системы -- теплообмен -- термоскважины Аннотация: Представлены математические модели новых блоков программного комплекса INSOLAR. GSHP. 12, моделирующего нестационарный тепловой режим геотермальных теплонасосных систем теплоснабжения (ГТСТ). Новые модельные блоки учитывают влияние замерзания поровой влаги в грунте на эффективность эксплуатации ГТСТ. Иллюстрируется необходимость учета процессов замерзания/оттаивания поровой влаги в грунте, содержатся результаты исследований, посвященных открывающимся возможностям создания адаптивных систем ГТСТ с управляемой интенсивностью теплообмена в системе грунт? термоскважина. Программной реализации процессов изменения фазового состояния поровой влаги в грунте предшествовала разработка математического представления теплового режима грунтового массива с замораживанием/оттаиванием поровой влаги, описание которого также приводится. При построении математической модели для учета скрытой теплоты фазового перехода, выделяющейся при замораживании влаги, было введено понятие “эффективная теплопроводность” грунта, которая складывается из собственно коэффициента теплопроводности грунта и дополнительного члена, корректирующего теплопроводность для учета влияния фазового перехода. Для количественной оценки составляющей эффективности теплопроводности грунта, которая отвечает за учет влияния фазового перехода, определен радиус зоны промерзания грунта вокруг термоскважины. Полученные аналитические решения были реализованы в виде блоков программы, и в дальнейшем был проведен “численный эксперимент” по оценке влияния замораживания/оттаивания поровой влаги на тепловой режим грунта. В ходе этого эксперимента было продемонстрировано, что теплопроводности грунта без учета фазовых переходов замораживания/оттаивания поровой влаги и с их учетом могут различаться в 2 раза и более, из чего был сделан вывод о важности учета явлений фазовых переходов при моделировании параметров термоскважин и ГТСТ в целом. Доп.точки доступа: Васильев, Г. П.; Песков, Н. В.; Личман, В. A.; Горнов, В. Ф.; Колесова, М. В. Имеются экземпляры в отделах: всего 1 : эн.ф. (1) Свободны: эн.ф. (1) |
Моделирование теплового режима термоскважин геотермальных теплонасосных систем теплоснабжения [Текст]. Ч. 2. Учет фазовых переходов поровой влаги в грунте / Г. П. Васильев [и др.]> // Теплоэнергетика . - 2015. - № 10. - С. 66-71 . - ISSN 0040-3636
Рубрики: Энергетика Геоэнергетика Кл.слова (ненормированные): вертикальные термоскважины -- геотермальные теплонасосные системы -- грунты -- испарения -- конденсация -- математические модели -- нестационарные тепловые режимы -- поровая влага -- программные комплексы -- системы теплоснабжения -- тепловые режимы -- теплонасосные системы -- теплопроводность грунтов -- термоскважины -- фазовые переходы поровой влаги -- экспериментальная апробация Аннотация: Рассмотрена математическая модель нестационарного теплового режима геотермальных теплонасосных систем теплоснабжения (ГТСТ), учитывающая конденсацию/испарение поровой влаги и положенная в основу соответствующего блока программного комплекса INSOLAR. GSHP. 12. Представлены результаты численных и лабораторных экспериментов, подтверждающие существенную зависимость эффективности эксплуатации ГТСТ от процессов фазовых переходов влаги в поровом пространстве грунтового массива. Рассмотрена проблема корректного учета теплоты конденсации/испарения поровой влаги при моделировании тепловых процессов, протекающих в грунтовом массиве, окружающем термоскважины ГТСТ. Представлено математическое описание процессов конденсации-испарения поровой влаги для вертикальной термоскважины в цилиндрической системе координат. После перевода математической модели в программный блок проведен численный эксперимент по оценке влияния конденсации-испарения поровой влаги на тепловой режим грунта. Представленные результаты эксперимента показывают, что значение температуры грунта, прилегающего к термоскважине, без учета теплоты конденсации поровой влаги и с ее учетом могут различаться более чем на 3С. Приведены результаты экспериментальной апробации применения при моделировании теплового режима ГТСТ коэффициента так называемой эффективной теплопроводности грунта, учитывающего скрытую теплоту фазовых переходов поровой влаги в грунте. Результаты экспериментов показывают, что влияние фазовых переходов поровой влаги на эффективную теплопроводность грунта может быть весьма значительным. В зависимости от режима работы грунтовой системы "эффективная теплопроводность” может различаться в несколько раз. Доп.точки доступа: Васильев, Г. П.; Песков, Н. В.; Личман, В. A.; Горнов, В. Ф.; Колесова, М. В. Имеются экземпляры в отделах: всего 1 : эн.ф. (1) Свободны: эн.ф. (1) |