374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真

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374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图1

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模型

模型示意图如下:

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图2

实际模型如下:

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图3
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图4
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图5

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网格

因模型对称,且边界条件对称,故可取一半作仿真分析。

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图6
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图7
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图8
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图9

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仿真基本设置

瞬态计算,考虑重力影响。

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图10

计算换热,需打开能量方程。

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图11

选择湍流模型,标准壁面函数。

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图12

FLUENT材料库中复制出流体介质水(water-liquid)。

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图13

分别定义huitian(钻井回填材料)、pe(内套管材料)和sad(土壤)材料,并复制出FLUENT材料库中的steel(外套管材料)。

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图14
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图15
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图16
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图17

定义流体介质为水。

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图18

在Zone conditions里面分别定义钻井回填材料为huitian、内套管材料为pe、土壤材料为sad、外套管材料为steel。

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图19
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图20
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图21
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图22

在Boundary conditions里面分别定义入口、出口及壁面边界。

定义入口的流量和温度(冬季流量和温度分别为0.346kg/s和5℃;夏季流量和温度分别为0.260kg/s和35℃;)。

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图23
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图24

定义出口条件和回流温度(冬季回流温度为10℃;夏季为30℃;)。

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图25
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图26

定义底面边界(温度)为定温21.3℃。

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图27
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图28

定义外围边界(温度)为定温21.3℃。

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图29

定义顶面边界(温度)为绝热。

374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图30
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图31

时间步长600s(10分钟)。

冬季工况为90天,则步数为90*24*6=12960;

夏季工况为120天,步数为120*24*6=17280。

计算时,首先计算冬季工况,到冬季工况完成(90天)后变更为夏季工况。

初始化时从入口开始计算。

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结果图

残差曲线

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不同半径(4种半径分别为0.7m、1m、2m、3m,监测点高度为模型总高的一半)土壤温度逐时变化。

这个图可以使用原始数据,用其它后处理软件处理得比较漂亮(此处用的FLUENT原图,美观性欠佳)。

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出口温度变化曲线

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冬季温度分布云图

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374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图37
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图38
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图39


374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图40


374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图41
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图42
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图43
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图44

夏季温度分布云图

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374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图46
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图47
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图48
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图49
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374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图51
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图52
374-同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真的图53

源文件下载:

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内含模型、网格和仿真的源文件(文件均为可编辑修改的原始格式),软件版本为:CREO3.0模型-ICEM18.0网格-FLUENT18.0仿真。

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请问这个流体域如何选择的
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