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能源隧道熱響應試驗數(shù)值分析與適用性評價

郭紅仙; 孟嘉偉; 祝振南 清華大學土木工程系; 北京100084; 陜西建工集團有限公司; 陜西西安710003

關鍵詞:能源隧道 地源熱泵 數(shù)值模擬 熱響應測試 相對熱效率 

摘要:以能源樁和能源隧道為代表的能源地下結構是一類節(jié)能環(huán)保的地下結構形式,能源隧道的理論研究與實際應用還處于起步階段,相關測試與設計方法還不夠成熟。以新八達嶺長城站能源隧道試驗段為研究背景,利用COMSOL軟件對能源隧道熱響應試驗進行了數(shù)值分析與適用性評價,對TPT測試工況進行了數(shù)值模擬,經(jīng)驗證與現(xiàn)場實測結果吻合較好;對線熱源傳熱模型用于能源隧道TRT試驗的適用條件與方法做了初步探索,利用相對熱效率的概念對模擬結果進行了分析。結果表明,線熱源傳熱模型不能直接用于分析能源隧道TRT試驗結果,但是Tf-ln(t)曲線的斜率與模型輸入的圍巖導熱系數(shù)線性相關,可定義相對熱效率來反映圍巖導熱系數(shù)對隧道埋管換熱器換熱能力的影響。

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