安全验证
《C.3  岩土【热响应试验方—法 】 C.3《.1  测试—。仪器的?摆,放,应尽可能地靠近测试!。孔摆放地《点应平整《便于:。有关人员进行操【作同时减少水—。平连接管段的长【度以及连接过程中】。的弯头、变径减【少传热?损失 【   ?  在测试现场应搭!设防护措施防止【测试设备受日晒雨淋!的影响造成测—试元件的损》坏,影响测试结果 】     岩!土热物性参数作为一!种热物理《性质无论对》其进行放《热还是取热试验【。其数据处《理过程基本相—同因此本规范中只】。要求采用向岩—土施加一定加热【功率:的方式来《进行热响应》。试验: 》   ?  现?有的主?要计算方《。法是利?。。用反算法推导—出岩土?热物性参《数其方法是》从计算机中》取出试验测试结【果将:其与软件模》拟的结果《进行对比使得方差】和取得最小》值时:通过传热模型调整】。后的热?物,性,参数即是所求—结果其中Tca【。。l,i为《第i:时刻由模型计算出】的埋管?内流体的平均温度;!Texp,i为第】i时刻实《际测量的埋管—中流体的平》均温度;《N,为试验?测量的数据的—组数也?。可,将试验?数据直接《输入专业的地源热】泵岩土热物》性测试软件通过【计算分析得到当地岩!土的热物性参数【 》     以下给出!一种适用于单—U形:竖直地埋管换热器的!分,析方:法以供?参考 —。     地埋管!换热:器,与周围岩土的—换,热可分为钻》孔内传热过程和钻孔!外传热过程相比【钻孔外钻孔内的几】何尺寸和热容量均很!小可以?很快达?到一个温度变化相对!比较:平稳的阶段因此【埋管:。与钻孔内的换热过】程,可近似为稳态换热】过程埋管《中循环?介质温度《沿流程不《断变:化循环?介质平?均温度可认》为是埋管《出入口温度》的平均?值,钻孔外可视》为无:限大空间地下—。岩土的初始温度均匀!其传热过程》可,认为是线热源或柱热!源在无限大介质中】的非稳态传热过【程在定加热功率的】。条件下 《 ,。 《    1》  钻孔内传—。热过程?及,热阻 【     钻—孔内两根埋管—单位长度的热流密】度分别为q1—和q2?根据线性叠加原理】有 : 《 ? ?     》式中: Tf1Tf2【分别为两根埋管【内流体温度》(℃); 【 ?    《     Tb【钻孔:。壁温度(℃)—; 《 ?。 ,   ?     R1R2!分别看作是两根管子!独立存在时与钻【孔壁之间《的热阻(m·K/W!);  !        】R12两根管—。子之:间的热?阻(:m·:K/W) — ?    《 在工程中》可以近似认》为两:根管子?是对称?分布在钻孔内部的】其中心距为D因此】有 ? 》 其—中埋管管壁的导热热!阻Rp和管壁—与循环介质对流换热!热,阻Rf分《别为 — : 》   ?  式中 》di埋管内》径(m); 】   》  :     do埋管!外,径(m);》 《        !  :db钻孔《直径(m);— —  :       λp!埋管管壁导热系数】[W/(m·K)】]; 【。。 ,   ?      λb】钻孔回?。填,材料导热系数—[W/(m·K)】]; 】      —   λs埋管周围!岩土的导热系数【[W/?(m·K)]; 】    】      —K循环介质与U形管!内壁的对流换热系数![W/(《m,2·K?)] ? ? : , :。     【式中: cs埋管周—围岩土的平均比热】容[J/《(kg·℃》)]:; ? :。 ,  :       【 T孔周《围岩土温度(—℃) —  ?   ?     Tf【f无:穷远处土壤温度【(℃)?; :    】      ρs】岩土周?围岩土的平均密度】(kg/m3)【;  】        τ!时间(s)》 :    【 ,由上述方程可求得】τ时刻钻孔》周围:土壤的温度分布其】公式非常复》杂求:值,十分困难需》要采取近似计—算 —     当加【热时间较短时—柱热源和线热—源模型的计算结【果有显著差别—;而当加热时—。间较长时两模型计算!结果的相《。对误:差逐渐?。减小而且时间越【长差别越小一般国内!。外通过实验推导【钻孔传热性》能及热物性》所采:用的普遍《模型是线热源模型的!结论当时间》较长时线热源—模型的钻孔》壁,温度为 《 《 【    式》(,14:)和式(20)【构成了埋管》。内循:环介质与周围岩【。。土,的换热方程式(20!)有两个未知—参数周围岩土导热】系数λs和容—积比热容ρscs利!用该式可以》求得上述《两个未知《参数 C!.3.2《  测试《孔的深度相》。比实际的《用孔:过大或过小都不足】以,。反,映真实的岩》土热:物性参数;如—果测:试孔与实际的用孔相!差过大应当按照实】际用孔的要求制作测!试孔;或将制—成的实际《用孔作为测试—孔进行测试 — ? C.3.—3  通《过近年?来对:多个岩土热响应试】验,的总结由于地质条】件的差异性以及【。测试孔的成孔—工艺不同、深度不一!测试孔恢《复至:。岩土初始温》度时:所需:时间也?不,。一致通常在4—8h后测试埋管的】状态基本稳》定;但对于采用水泥!基料:作为回?填材料的由于水泥】在失水的过程中会】出现缓慢的放热因此!对于使用水泥基料】。作回填材料的测试】孔测:试,孔应放置足够的时】。间(宜为10—d,以上)?以保证测试孔内【岩土温?度恢:复,至与周围岩土初始平!均温:度,一致;此外测试孔成!孔完毕后要求将测】试孔放?置48h以上也【是为了使《。回填料在《钻孔内充分地—沉淀密实 — C.3【.4  随着岩土深!度以及岩《。土性质的《不同:。各个深度的岩土【初始:温度也会有所—不,同待:钻,孔结:束钻孔内《岩土温度恢》。复至岩土初始温度后!可采用在《钻孔内不同深—度分别?埋设温度传感器【(如铂电阻温—度探头)或向测【。试孔内?。注满水的《PE:管中插?入温度传感器的方法!获得岩?土初始的温》度分布 《。 , : , C.3.5  岩!土热响应试》验是一?个对岩土《缓慢加热直至达到】传热平?。衡的测试过程因此需!要有足够的时间来】保证这一过程—的充分进行在试验】过,程中如?。。。果要:改变加热功率则需要!停止试?验待测试孔内—温度恢复至与岩土的!初,始平:均温度一致》时才能再进》行岩土热响应试验】 —    对于采用】加热功率的测—试加热功率大小【的,设定应?使换热?流体与岩土保持有一!。定的温差在地埋管换!热器:的出口温度稳定后】其温度宜高于岩土】初始平?均温度5℃以—上,如果不能保》持一定?的温差试验过—。。程就会变得缓慢影】响试验?结果不利于》计,。算导出岩土热物【性参数 — :     地埋管】换热器?出口温度稳定是指】在不少于12h的时!。间内其温度的—波动:小于1?。℃ 》 C.《3.6  为有效】测定项目《所在地岩土热物性参!。数应在测试开始【前对流?量,。进行合理化设置地埋!管换热器内流速【应能保证流》体始终处于紊流状】态流速的大小可视】管径、测《试现场情况进行设】定但不应低于0【.2m/《。s ?