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预埋与绑扎埋管形式能量桩传热特性研究 被引量:21
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作者 刘汉龙 吴迪 +2 位作者 孔纲强 王成龙 吴宏伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期333-340,共8页
预埋钢管能量桩是一种新型桩埋管形式的地源热泵技术,然而,针对其特殊埋管形式下传热特性的研究却相对较少。针对预埋钢管单U型埋管能量桩的传热管-钢管-混凝土-桩周土的传热特性开展模型试验和数值模拟研究,测得在热-冷循环温度荷载作... 预埋钢管能量桩是一种新型桩埋管形式的地源热泵技术,然而,针对其特殊埋管形式下传热特性的研究却相对较少。针对预埋钢管单U型埋管能量桩的传热管-钢管-混凝土-桩周土的传热特性开展模型试验和数值模拟研究,测得在热-冷循环温度荷载作用下预埋钢管单U型埋管能量桩桩体及桩周土体的温度变化规律;为了对比分析,同时开展了传统绑扎单U型埋管能量桩的传热特性模型试验,并分析了预埋钢管能量桩的适用性。研究结果表明,预埋钢管能量桩的传热性能略低于绑扎埋管能量桩的传热性能;夏季工况两种埋管形式能量桩桩体温度和桩周土体温度最终变化量分别相差23%和16%左右;冬季工况该数值约为14%和18%左右。 展开更多
关键词 能量桩 埋管形式 传热特性 模型试验 COMSOL软件
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U型、W型和螺旋型埋管形式能量桩热力学特性对比模型试验 被引量:29
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作者 刘汉龙 王成龙 +1 位作者 孔纲强 吴迪 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期441-447,共7页
能量桩是一种可以节省地下空间和施工埋管费用的新技术,目前针对其在供暖和制冷过程中土体和桩基之间的相互作用机制研究却相对较少。基于模型试验方法,系统地研究了饱和砂土中单U型(绑扎和预埋形式)、W型和螺旋型等4种不同埋管形式情... 能量桩是一种可以节省地下空间和施工埋管费用的新技术,目前针对其在供暖和制冷过程中土体和桩基之间的相互作用机制研究却相对较少。基于模型试验方法,系统地研究了饱和砂土中单U型(绑扎和预埋形式)、W型和螺旋型等4种不同埋管形式情况下的能量桩热力学效应、传热和承载特性,测得桩体和桩周土体温度、桩端阻力、水平土压力、桩顶位移以及桩体应变随时间的变化规律。试验结果表明,在相同输入功率情况下W型埋管形式桩体的温度、土体压力、应力和桩顶位移均较螺旋型和U型埋管形式的情况大。 展开更多
关键词 能量桩 埋管形式 模型试验 热力学效应 饱和砂土
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不同埋管形式能量桩换热性能与承载性能的对比研究 被引量:7
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作者 赵蕾 高林 +1 位作者 张爽 刘华 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期81-90,共10页
目前对能量桩热-力学特性的研究大多数针对U形埋管桩基,对螺旋形埋管能量桩的研究多集中在换热性能方面。为探究不同埋管形式导致的能量桩热-力学效应的差异,首先建立了并联双螺旋形、双螺旋形及W形埋管能量桩的三维数值仿真模型,以数... 目前对能量桩热-力学特性的研究大多数针对U形埋管桩基,对螺旋形埋管能量桩的研究多集中在换热性能方面。为探究不同埋管形式导致的能量桩热-力学效应的差异,首先建立了并联双螺旋形、双螺旋形及W形埋管能量桩的三维数值仿真模型,以数值仿真软件COMSOL Multiphysics对现场试验的仿真复现验证了模型的可靠性。之后,对3种埋管形式能量桩吸放热过程中的热、力学行为进行了模拟,分析了其换热性能(出口水温、单位管长换热量)、桩心温度变化及附加温度荷载、轴力及桩身位移等。结果表明:双螺旋形埋管换热效果较好,有利于提高热泵系统性能;W形埋管能量桩桩体温度、附加温度荷载较其他两种大。 展开更多
关键词 安全工程 能量桩 埋管形式 数值模拟 热-力学效应
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预埋与绑扎埋管形式能量桩承载特性研究 被引量:3
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作者 吴迪 刘汉龙 +2 位作者 孔纲强 王成龙 车平 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1109-1116,共8页
预埋钢管能量桩是一种新型桩埋管形式的地源热泵技术;然而针对其特殊埋管形式下的承载特性的研究相对较少。针对预埋钢管单U型埋管能量桩的承载特性开展模型试验和数值模拟研究,测得在热-冷循环温度荷载作用下预埋钢管单U型埋管能量桩... 预埋钢管能量桩是一种新型桩埋管形式的地源热泵技术;然而针对其特殊埋管形式下的承载特性的研究相对较少。针对预埋钢管单U型埋管能量桩的承载特性开展模型试验和数值模拟研究,测得在热-冷循环温度荷载作用下预埋钢管单U型埋管能量桩桩顶位移、桩体热应变及桩端阻力的变化规律;为了对比分析,同时进行传统绑扎单U型埋管能量桩的承载特性模型试验,并分析预埋钢管能量桩的适用性。研究结果表明,与传统绑扎单U型埋管形式相比,预埋钢管能量桩具有相对更优的承载性能;预埋钢管能量桩两种工况最终的桩顶位移比绑扎埋管能量桩分别小23%和13%,而桩体最大热应变分别仅为绑扎埋管能量桩的44%和25%,桩端阻力也分别比绑扎埋管能量桩小14%和35%。 展开更多
关键词 能量桩 埋管形式 承载特性 模型试验 COMSOL软件
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地质条件及埋管形式对地埋管换热器换热性能影响研究 被引量:4
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作者 李娟 郑佳 +3 位作者 雷晓东 贾子龙 刘爱华 徐子君 《地球学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期221-229,共9页
利用北京市35个现场换热孔岩土热响应试验数据,分析了地质条件和埋管形式对地埋管换热器换热性能的影响。研究结果表明地质条件对地埋管换热性能具有显著影响:地层初始平均温度每变化1℃,换热能力相差8%左右;基岩地层的地埋管换热能力... 利用北京市35个现场换热孔岩土热响应试验数据,分析了地质条件和埋管形式对地埋管换热器换热性能的影响。研究结果表明地质条件对地埋管换热性能具有显著影响:地层初始平均温度每变化1℃,换热能力相差8%左右;基岩地层的地埋管换热能力平均比松散层高35%;换热孔处地下水流速从0.14 m/d增至0.91 m/d,Pe值从18增加至113,由于热对流换热作用加强,延米换热量提升13%。在相同地质条件下,套管式换热器冬季延米取热量比双U型换热器高约40%;换热深度从150 m增加至300 m时,双U型和套管式换热器延米取热量均略有升高。 展开更多
关键词 浅层地热能 岩土热响应试验 地层温度 地下水径流 埋管形式
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