地下换热管土结构冻胀变形模拟

被引：6

作者：

白莉 ^{[1
]}

王有镗 ^{[2
]}

高青 ^{[3
]}

江彦 ^{[3
]}

李兆强 ^{[4
]}

机构：

[1] 吉林建筑大学市政与环境工程学院

[2] 山东理工大学建筑工程学院

[3] 吉林大学热能工程系

[4] 吉林医药食品工程有限公司

来源：

农业工程学报 | 2016年 / 32卷 / 18期

关键词：

热泵系统; 管体; 变形; 管土结构; 冻胀; 岩土应力;

D O I：

暂无

中图分类号：

S215 [地下热能的应用];

学科分类号：

0828 ;

摘要：

以地源热泵技术在农业节能领域中的应用为研究背景,针对地下换热管土结构冻胀变形问题开展数值模拟研究,基于孔隙增长率函数、冻土本构方程、含水量方程和相变传热理论建立数值模型,并结合试验验证该模型的有效性。利用模型对冻胀过程中岩土应力和管体变形特性进行分析,并考察管体降温速率(0.1、0.2、0.3℃/h)对上述2方面的影响。结果表明,岩土冻胀应力和管体变形程度均随冻结范围增大而增大,当冻结直径达到365 mm时,进水管流通面积减小约3.5%,出水管流通面积减小可超过4%,可见出水管的变形更为明显;冻结范围基本一致的情况下,换热管体缓慢降温可导致较大的岩土冻胀应力和出水管变形。

引用

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页数：7

共 29 条

[1]

FROST HEAVE PREDICTION OF CHILLED PIPELINES BURIED IN UNFROZEN SOILS. Konrad, J.-M,Morgenstern, N.R. Canadian Geotechnical Journal . 1984

[2]

France-Canada joint study of deformation of an experimental pipe line by differential frost heave. Williams, P.J,Riseborough, D.W,Smith, M.W. International Journal of Offshore and Polar Engineering . 1993

[3]

Pipelines in permafrost and freezing ground, engineering resource libraryand database indexes. White, T. L. . 2006

[4] 地下换热管冻胀变形实验研究 [J].