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
01
模型
模型示意图如下:
实际模型如下:
02
网格
因模型对称,且边界条件对称,故可取一半作仿真分析。
03
仿真基本设置
瞬态计算,考虑重力影响。
计算换热,需打开能量方程。
选择湍流模型,标准壁面函数。
在FLUENT材料库中复制出流体介质水(water-liquid)。
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)。
定义流体介质为水。
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。
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℃;)。
定义出口条件和回流温度(冬季回流温度为10℃;夏季为30℃;)。
定义底面边界(温度)为定温21.3℃。
定义外围边界(温度)为定温21.3℃。
定义顶面边界(温度)为绝热。
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。
04
结果图
残差曲线
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)。
出口温度变化曲线
冬季温度分布云图
夏季温度分布云图
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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