基于CFD 二维模拟的海岸井渗滤取水对海水流态的影响研究
2020-11-27马伟强盛春惠贺佳乐
科学技术创新 2020年33期
马伟强 贾 欣 盛春惠 许 冲 贺佳乐
(大连大学建筑工程学院,辽宁 大连116600)
1 概述
随着新兴可再生能源供暖技术的推广应用,处于沿海地区的城市可以因地制宜地利用海水作为冷、热源,为建筑制冷供热。在冬季海水温度极低时,则可能出现系统供热量不足且可靠性和稳定性不能保证的情况。而且海水水质较差,受泥沙、海藻等杂质影响较大,因此不适合直接作为热泵的冷、热源。刘宏昌等人阐述了渗井取水方式, 利用海洋沿岸附近地下土壤等介质的渗透性,通过打井方式得到海水,海水在向渗透井附近运移的过程中,与地下土壤多孔介质发生热量交换(刘宏昌等2014)。吴君华搭建了一个尺寸为210m×50m×12m 的海岸井渗滤取水系统,在现场实验台上进行的抽水和停水实验,用以确定土壤水文地质参数和海岸井取水的渗流换热特点(吴君华2009)。吴君华等人发现供水过程中可以利用间歇供热过程恢复含水层周围土层的温度(吴君华等2018)。端木琳等对海水源热泵系统的经济、效率与环境进行了评价研究(端木琳2007)。本文主要利用Fluent 软件对建立的海岸井渗滤取水模型进行数值模拟,得到实验工况下的速度场、压力场和迹线图,研究海岸井对海水流态的影响。
2 海岸井渗滤取水模型建立
2.1 物理模型
利用DesignModeler 建立海岸井渗滤取水二维平面模型(见图1),其几何尺寸为100m×120m,海水进口为长度100m 的海岸,出口为直径0.8m 的海岸井,距离海岸100m,海水渗流区域设置为多孔介质区域。利用Mesh 对几何模型进行网格划分(见图2)并对网格进行质量检验(见图3)。……
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