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公开(公告)号：CN113919168B
公开(公告)日：2024-06-21
申请号：CN202111214386.2
申请日：2021-10-19
Applicant: 安徽工业大学
IPC: G06F30/20 , G06F119/08
Abstract: 本发明的一种竖直双U型地埋管换热器流体温度场分析方法，涉及地源热泵领域，首先将进口支管和出口支管简化为位于钻孔中心、壁厚为零的等效管，将回填土简化为空心圆柱体；采用热阻法分析任意两个等效支管内流体之间的传热，将回填土和土壤中的传热近似为径向上的一维传热并采用复合介质柱热源模型结合变热流叠加原理进行分析，进而建立换热器半解析传热模型；最后对钻孔及钻孔外的土壤进行网格划分，设置时间步长，采用迭代法对相关的传热方程进行求解，计算各时刻各支管内的流体温度场。本发明采用半解析模型分析竖直双U型地埋管换热器流体温度场，既可以对流体温度场进行准确计算，又可以使得网格划分简单、计算时间短。
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公开(公告)号：CN110826225B
公开(公告)日：2023-03-14
申请号：CN201911074163.3
申请日：2019-11-06
Applicant: 安徽工业大学
IPC: G06F30/20 , G01K13/00 , G06F119/08
Abstract: 本发明公开了一种竖直单U型地埋管换热器温度场分析方法，涉及地源热泵技术领域，首先将U型地埋管换热器钻孔等效成两个对称的半圆柱，其进口侧的半圆柱包括进口侧流体、等效进口半管和进口侧回填土，而出口侧的半圆柱包括出口侧流体、等效出口半管和出口侧回填土；然后将这两个半圆柱近似为径向和轴向的二维传热，而钻孔外部土壤近似为径向一维传热，对此建立数值传热模型；最后将钻孔划分为网格，结合数值传热模型计算钻孔内、外各个时刻的温度场。本发明对钻孔内、外分别采用二维和一维传热模型，既满足了对各位置温度的准确计算，又使得网格划分简单、计算时间短。
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公开(公告)号：CN116167225A
公开(公告)日：2023-05-26
申请号：CN202310155970.8
申请日：2023-02-20
Applicant: 安徽工业大学
IPC: G06F30/20 , G06F17/12 , G06F119/08 , G06F113/14
Abstract: 本发明公开了一种U型中深层地埋管换热器流体温度分布分析方法，属于地源热泵技术领域。本发明假设U型中深层地埋管换热器注入井、产出井及连接井中的流体分别满足沿流动方向的一维传热方程，假设三口钻井中的回填物及其周围的岩土满足垂直于流体流动方向的一维径向导热，并忽略保温材料热容。然后，建立流体的一维瞬态传热方程，并基于解析模型分析回填物和岩土中的传热过程，进而建立半解析传热模型。最后，将流体沿流动方向划分为若干个节点，将模拟时间划分为若干个时间节点，将相关方程离散为代数方程，并利用迭代法计算流体温度随时间和空间的分布。本发明建模简便、计算量小、计算精度高，具有较高的推广价值。
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公开(公告)号：CN113919168A
公开(公告)日：2022-01-11
申请号：CN202111214386.2
申请日：2021-10-19
Applicant: 安徽工业大学
IPC: G06F30/20 , G06F119/08
Abstract: 本发明的一种竖直双U型地埋管换热器流体温度场分析方法，涉及地源热泵领域，首先将进口支管和出口支管简化为位于钻孔中心、壁厚为零的等效管，将回填土简化为空心圆柱体；采用热阻法分析任意两个等效支管内流体之间的传热，将回填土和土壤中的传热近似为径向上的一维传热并采用复合介质柱热源模型结合变热流叠加原理进行分析，进而建立换热器半解析传热模型；最后对钻孔及钻孔外的土壤进行网格划分，设置时间步长，采用迭代法对相关的传热方程进行求解，计算各时刻各支管内的流体温度场。本发明采用半解析模型分析竖直双U型地埋管换热器流体温度场，既可以对流体温度场进行准确计算，又可以使得网格划分简单、计算时间短。
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公开(公告)号：CN110826225A
公开(公告)日：2020-02-21
申请号：CN201911074163.3
申请日：2019-11-06
Applicant: 安徽工业大学
IPC: G06F30/20 , G01K13/00 , G06F119/08
Abstract: 本发明公开了一种竖直单U型地埋管换热器温度场分析方法，涉及地源热泵技术领域，首先将U型地埋管换热器钻孔等效成两个对称的半圆柱，其进口侧的半圆柱包括进口侧流体、等效进口半管和进口侧回填土，而出口侧的半圆柱包括出口侧流体、等效出口半管和出口侧回填土；然后将这两个半圆柱近似为径向和轴向的二维传热，而钻孔外部土壤近似为径向一维传热，对此建立数值传热模型；最后将钻孔划分为网格，结合数值传热模型计算钻孔内、外各个时刻的温度场。本发明对钻孔内、外分别采用二维和一维传热模型，既满足了对各位置温度的准确计算，又使得网格划分简单、计算时间短。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112613152B
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202011347385.0
申请日：2020-11-26
Applicant: 安徽工业大学
IPC: G06F30/18 , G06F30/20 , G01N25/20 , G06F113/08 , G06F113/14 , G06F119/08
Abstract: 本发明公开了一种套管式地埋管岩土热物性参数估算方法，属于地源热泵技术领域，基于套管式地埋管传热模型和热响应测试的进出口流体温度，采用不同的目标函数估算岩土的热导率ks和体积比热容Cs。首先，以所有测试时刻的进出口流体温度的均方根误差作为目标函数，同时估算ks和Cs，将其作为第零次迭代的结果；然后，以前期测试时刻的进出口流体温度的均方根误差作为目标函数，估算Cs；然后，以所有测试时刻的进出口流体温度的均方根误差作为目标函数，估算ks；最后，采用迭代方式循环上述两个步骤，直至相邻两次迭代过程所估算的ks和Cs的差值均小于设定值，则输出最后一次迭代过程所估算的ks和Cs。本发明具有精度高、所需热响应测试时间短的优点。
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公开(公告)号：CN113468743A
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202110735976.3
申请日：2021-06-30
Applicant: 安徽工业大学
IPC: G06F30/20 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/08
Abstract: 本发明提供一种考虑地下水渗流的中深层地埋管流体温度场分析方法，用于计算随深度及时间变化的中深层地埋管内管流体及外管流体的温度场。首先，假定钻孔内的传热为稳态传热并将钻孔近似为移动的线热源，进而建立内管流体及外管流体的稳态传热方程，并采用移动线热源模型结合变热流叠加原理建立钻孔壁面温度与由钻孔传递给岩土的热流的方程式；其次，将中深层地埋管的钻孔及钻孔外的岩土沿轴向分为若干段，设置时间步长，然后对上述方程进行离散，并采用迭代法进行求解，从而得到中深层地埋管内外管流体的温度场。本发明考虑了地下水渗流对中深层地埋管的影响，具有足够高的精度，并且计算量较小。
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公开(公告)号：CN119555734A
公开(公告)日：2025-03-04
申请号：CN202411847957.X
申请日：2024-12-16
Applicant: 安徽工业大学 , 北京市地质矿产勘查院
IPC: G01N25/20
Abstract: 本发明公开了一种浅层套管型地埋管土壤热导率分布测量方法，属于地源热泵技术领域。该方法包括：对浅层套管型地埋管开展分布式热响应测试，并在竖直方向上对其进行分层；依次对各层的环空流体平均温度实测值与时间的自然对数进行线性拟合，得到其线性关系式的斜率；依次对各层构建一维换热模型，分别用于模拟各层环空流体平均温度并计算其关于时间的自然对数的线性拟合关系式的斜率；对于任意层，以基于上述实测值的斜率与基于该层一维换热模型模拟数据的斜率的绝对偏差为该层的目标函数，进而计算最小目标函数所对应的土壤热导率，即为所测量的该层土壤热导率；通过上述步骤，依次测量各层土壤热导率。本发明精度高、方法简便，适合于工程应用。
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公开(公告)号：CN117113714A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202311162960.3
申请日：2023-09-11
Applicant: 安徽工业大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/18 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F113/14 , G06F119/08
Abstract: 本发明公开了一种套管式中深层地埋管岩土分层热物性预测方法，利用分布式热响应测试实验数据对岩土分层热物性进行预测，属于地源热泵技术领域。首先，将套管式中深层地埋管沿深度方向分为若干层；然后，基于分布式热响应测试实验数据构建边界条件，进而对每层套管式中深层地埋管分别建立传热模型；采用分布式热响应测试实验数据与传热模型计算值的均方根误差作为每层套管式中深层地埋管的目标函数；最后通过求解各层套管式中深层地埋管的最小目标函数，依次对各层岩土热物性(热导率和热容)进行预测。本发明所预测的各层岩土热物性精度较高，解决了现有分布式热响应测试技术测量深度浅、建模复杂或测量参数单一的问题，具有较高推广价值。
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公开(公告)号：CN113468743B
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202110735976.3
申请日：2021-06-30
Applicant: 安徽工业大学
IPC: G06F30/20 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/08
Abstract: 本发明提供一种考虑地下水渗流的中深层地埋管流体温度场分析方法，用于计算随深度及时间变化的中深层地埋管内管流体及外管流体的温度场。首先，假定钻孔内的传热为稳态传热并将钻孔近似为移动的线热源，进而建立内管流体及外管流体的稳态传热方程，并采用移动线热源模型结合变热流叠加原理建立钻孔壁面温度与由钻孔传递给岩土的热流的方程式；其次，将中深层地埋管的钻孔及钻孔外的岩土沿轴向分为若干段，设置时间步长，然后对上述方程进行离散，并采用迭代法进行求解，从而得到中深层地埋管内外管流体的温度场。本发明考虑了地下水渗流对中深层地埋管的影响，具有足够高的精度，并且计算量较小。
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