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374-FLUENT同轴深井地源热泵(地埋管)换热仿真

3年前浏览4580

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,实际可使用专业后处理软件处理一下)。

 

出口温度变化曲线

 

冬季温度分布云图

 
 
 
 


 


 
 
 
 

夏季温度分布云图

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 




网格处理几何处理通用WorkbenchSpaceClaimICEM CFDFluent Meshing换热散热流体基础湍流Fluent
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首次发布时间:2021-05-31
最近编辑:3年前
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