粘土热湿迁移规律及特性参数的研究

发布时间：2024-05-22 06:24

　　土壤具有良好的热稳定性和保温性能,被认为是一种经济、方便的储能介质,是可以提供丰富或取之不尽的可再生能源。因为其能源转化成本较低,土壤储能更适合于建筑的冷、热能源需求。为了更好的利用这种可再生能源,人们开始了对土壤内的温湿度场的分布进行研究。本文首先对国内、外热湿迁移的发展历程进行了描述,介绍了土壤的基本组成及物性参数,并初步对物性参数对土壤内物理、化学变化的影响进行分析了。建立了以体积含水量和温度为驱动力的一维非饱和土内热湿迁移的数学模型,并利用有限容积法进行求解。选取粘土和砂土各8组,共16组工况进行实验结果分析。利用matlab软件进行模拟验证,并在模型正确的基础上,利用该模型进行物性参数对热湿迁移影响的研究。实验结果表明,初始含水量相同、热作用不同时,同一类型的土壤,土壤温度的变化量随热作用的增强而增加,且土壤的体积含水量到达峰值所用时间的变化速率随温差的增加而减小。土壤的类型不同时,粘土温度的变化速率小于砂土,且粘土的体积含水量到达峰值的时间大于砂土。热作用相同,初始含水量不同时,同一类型的土壤,与高初始含水量的工况相比,初始含水量较低的土壤到达体积含水量峰值所用的时间受温差...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1土壤的三相草图

菡沉：?康陌俜直龋??土壤分为三大类：粘粒含量低于15%的土壤，称为砂壤土类；粘粒含量介于15%~25%的范围内的土壤，称为粘壤土；粘粒含量在超过25%的土壤，称为粘土。其中，砂粒含量>45%的土壤，在质地名称前冠“粉砂质”；沙粒含量>55%的土壤，在质地名称前冠“砂质”[72]....

图3-1土柱物理模型

第3章土壤热湿迁移模型3.2.1实验的物理模型本文选取一维非饱和土壤为研究对象，土柱长900mm，土柱左侧紧靠水箱，水箱内为恒温的循环水，因此土柱左侧边界为恒温绝湿，右侧边界条件为绝热、绝湿。以中轴线为基础布置传感器，以远离热源的方向为x轴，节点间的距离为x，....

图3-2一维非饱和土壤离散示意图

第3章土壤热湿迁移模型17假设初始时刻，土柱子各点的温湿度场相同，即：=（3-20）=（3-21）式中：——土壤初始体积含水量(m3/m3)；——土壤初始温度（K）。（2）边界条件本文研究对象为一维土柱，左侧紧靠恒温水箱，即左边界为恒温、绝湿。右边界为绝热绝湿。其数学描述为：左边....

图3-2土壤热湿迁移计算流程图

第3章土壤热湿迁移模型19=++() +25002500+ (+(+2500))(+(+2500))根据公式（3-25）、（3-26），非饱和土壤内部的热湿传递控制方程采用全隐式对其进行离散，采用全隐式的优点在于时间和空间步长不受限制。系数矩阵为三对角矩阵。在求解的过程中采用....

本文编号：3980522