地下换热管土结构冻胀变形模拟

• 作者: 李兆强 江彦 王有镗 白莉 高青
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 热泵系统 管体 变形 管土结构 冻胀 岩土应力
• 年，卷（期）: 2016,（18）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 118-124
• 页数: 7页
• 分类号: S215
• 字数: 4541字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.18.016

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。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	高青	吉林大学热能工程系	89	996	16.0	29.0
2	白莉	吉林建筑大学市政与环境工程学院	126	468	10.0	16.0
3	江彦	吉林大学热能工程系	18	76	5.0	8.0
4	王有镗	山东理工大学建筑工程学院	20	17	3.0	4.0
5	李兆强		1	8	1.0	1.0