竖直双U型地埋管换热器在渗流作用下的传热性能研究的任务书.docx

竖直双U型地埋管换热器在渗流作用下的传热性能研究的任务书
一、选题背景
随着能源消耗量的不断增加，环境污染日趋严重，越来越多的人开始注重节能减排，寻求可持续发展的道路。地源热泵系统作为一种高效节能、低污染、环保可靠的新型能源利用技术，受到了越来越多的关注与重视。在地源热泵系统的应用中，地埋管换热器的性能是影响整个系统能效的关键因素之一。
竖直双U型地埋管换热器在地源热泵系统中应用广泛，其传热性能直接影响地下温度波动、地热资源利用率等重要指标。而地下水的渗流是竖直双U型地埋管换热器内部传热过程中的一个重要影响因素。因此，对竖直双U型地埋管换热器在渗流作用下的传热性能进行研究，对于完善地源热泵系统的设计、优化其能效具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在通过理论分析与实验研究相结合的方法，探究竖直双U型地埋管换热器在地下渗流作用下的传热性能，为地源热泵系统的设计优化提供科学依据。
三、研究内容
1.建立竖直双U型地埋管换热器在地下渗流作用下的传热数学模型；
2.分析渗流流速、地下水流方向、埋深等因素对传热效果的影响；
3.设计合理的实验方案，构建竖直双U型地埋管换热器的实验装置；
4.进行实验测试，验证数学模型的准确性，分析不同参数对传热性能的影响；
5.根据实验结果，对竖直双U型地埋管换热器的设计参数进行优化。
四、研究方法
1.网格法与热传导理论相结合，建立竖直双U型地埋管换热器在地下渗流作用下的传热数学模型；
2.利用流体力学软件对渗流场进行数值模拟；
3.建立竖直双U型地埋管换热器实验系统，完成测试实验；
4.利用数据分析软件对实验结果进行处理与分析；
5.进行优化设计，并提出改进措施。
五、预期成果
1.理论模型：建立竖直双U型地埋管换热器在地下渗流作用下的传热数学模型；
2.系统实验：构建竖直双U型地埋管换热器实验系统，完成测试实验；
3.结果分析：分析不同参数对传热性能的影响，提出改进措施；
4.优化设计：对竖直双U型地埋管换热器的设计参数进行优化，为地源热泵系统的优化设计提供参考。
六、研究计划
时间安排：
1.前期准备（1个月）：深入了解竖直双U型地埋管换热器在地下渗流作用下的传热性能，调查相关实验方法和技术。
2.模型建立与数值模拟（2个月）：根据研究目标，提出数学模型、建立数值模拟方法；
3.实验系统构建与实验测试（3个月）：设计完整的竖直双U型地埋管换热器实验系统，进行实验测试，并进行数据处理与分析；
4.优化设计与研究总结（2个月）：根据实验结果进行优化设计，并对研究成果进行总结。
资金预算：
本研究的主要费用包括人工费、设备费、材料费等，具体如下：
1.人员费用：30万元（涵盖项目负责人、研究人员、实验人员等人员的工资及相关福利费）；
2.设备费用：20万元（包括竖直双U型地埋管换热器实验设备、数据采集仪器、温度传感器等费用）；
3.材料费用：5万元（包括实验材料、办公用品等费用）。
总计：55万元。
七、研究意义
本研究的主要意义在于：
1.探究竖直双U型地埋管换热器在地下渗流作用下的传热性能，为地源热泵系统的设计优化提供科学依据；
2.对地源热泵技术进行研究和推广，促进其在建筑节能领域的应用和推广；
3.提高我国相关领域的科学研究水平，培养相关领域的高层次人才。