地埋管地源热泵水泥基回填材料导热系数预测模型

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作   者：

董世豪;  胡自远;  周超辉;  周亮宇;  林德荣;  倪龙; 

作者机构：

哈尔滨工业大学 建筑学院 寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室;  中能建地热有限公司;  山东省地质矿产勘查开发局 第七地质大队; 

关键词：

导热系数;  回填材料;  地源热泵;  孔隙率;  水泥基材料;  傅里叶导热定律; 

期刊名称：

流体机械

i s s n：

1005-0329

年卷期：

2022 年 50 卷 005 期

页   码：

22-31

摘   要：

针对水泥基材料导热系数模型的研究较少的现状,为了给水泥基材料的开发与研究提供一种可应用的导热系数计算方法,根据水泥基材料的成分组成和物理结构,应用傅里叶导热定律,建立了固-液-气三相导热系数预测模型.并基于地埋管地源热泵水泥基回填材料进行了参数识别,得到了适用于水泥基回填材料的参数取值方法和取值组合.该模型可以预测骨料含量(砂灰比)、水灰比(孔隙率)、饱和度、单相成分导热性能等多因素对导热系数的影响.在常见配比范围内,不同孔隙率下的导热系数预测误差在1.49%~5.94%之间,饱和状态不同砂灰比(骨料含量)下的导热系数预测误差在1.49%~15.26%之间.总体上预测精度较高,涵盖了较大范围配比,满足工程应用和科研需求;同时,该模型预测精度显著高于两种经典的导热系数计算模型,且可通过参数识别得到不同用途水泥基材料的最优参数取值,具有更好的普适性.