湖水源热泵系统尾水排放方式模拟的研究

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1、重庆大学硕士学位论文湖水源热泵系统尾水排放方式模拟研究姓名：刘月红申请学位级别：硕士专业：市政工程指导教师：周健20090525中文摘要摘要随着湖水源热泵系统日益广泛的应用，其尾水排放对脆弱的湖泊生态系统可能造成的影响成为关注的热点问题，研究以开发对湖泊水域环境影响小的尾水排放技术为目标，开展湖水源热泵系统尾水排放方式研究。以湖水源热泵系统示范工程为原型，根据相似准则建立模拟试验模型，通过模拟试验考察了9种尾水排放及出流方式，得出了9种排放方式在湖泊水域的温升分布规律，采用权值平均法优选出对水环境影响最小的排放方式，并建立了基于FLUENT的最优排放方式温

2、度分布三维数学模型。利用该数学模型对湖水源热泵系统示范工程温排水和冷排水对湖泊水域温升分布影响规律，影响范围及影响程度进行了数值模拟。研究得出如下主要结论：通过模拟试验得出了湖水源热泵系统尾水射流式、表面式和淹没式三种排放方式，以及上述三种排放方式下单口、双口和穿孔管横向分散三种出流方式在局部水域温升分布规律。通过权值平均法对各种排放方式及出流方式的研究表明，对湖泊水环境温升影响较小的排放方式依次为：穿孔管横向分散出流射流排放、双口出流射流排放、穿孔管横向分散出流表面排放、穿孔管横向分散出流淹没排放方式，其中穿孔管式横向分散出流射流排放方式为最佳排放方式。

3、单口出流射流排放和单口出流淹没排放方式对湖泊水域的水环境温升影响较大。穿孔管横向分散出流射流排放方式与目前常用的单口出流表面排放方式的最高温升值分别为0．88℃和1．25℃，温升均值分别为O．59。C和0．66℃。穿孑L管横向分散出流射流排放与单口出流表面排放方式比较，最高温升数值低29．60％，温升均值低10．61％。基于FLUENT软件，利用控制方程：连续方程、动量方程、能量方程、k-￡方程、雷诺方程、温度方程和状态方程，考虑了空气对表面水体扩散的影响，并在边界条件中充分考虑了湖泊水域和排放方式特征，构建了基于FLUENT软件的湖泊水域尾水穿孔管横向分

4、散出流射流排放温升分布三维数学模型，误差分析表明，模拟温度误差在2．1％以内，模型可靠性良好。利用三维数学模型对湖水源热泵系统示范工程温排水和冷排水对湖泊水域的温度分布影响范围及影响程度进行数值模拟。结果表明，在尾水水温36．30℃、湖泊水温29．80"C和流量240m3／h条件下，影响区域温升0．55℃以上面积为86．33m2，温升O．55℃以下面积为506．81m2，温度呈纵向扩散特征，最远温升点距离排水口35．55m。在尾水水温9．80℃、湖泊水温15．20℃和流量120m3／h条件下，影响区域温降O．41℃以上面积为104．49m2，温降O．41℃

5、以下面积为565．71m2，温度呈横向扩散特征。最远温降点距离排水口27．52m。重庆大学硕士学位论文本文的研究内容针对性强，为地表水源热泵技术的推广应用提供支持，研究结果具有重要的实用价值和现实意义。关键词：水源热泵系统，尾水，排放方式，湖泊水域U英文摘要ABSTRACTWiththeincreasinglywideusingofLake-sourceheatpumpsystem，muchmoreconcerningabouttheimpactionoftail—watertothefragileecosystemofthelakebecomedtheh

6、otissues．Thestudywasaimedtodevelopthesmallestenvironmentalimpactionoftail．waterdischargingwaysofLake-sourceHeatPumpSystem．ThestudytakedtheLake。sourceHeatPumpSystemdemonstrationprojectastheprototype，accordingtothesimilaritycriterion，establishedsimulationtestmodeltoinspecttheninekin

7、dsoftail—wateremissionwaysanddischargingways．Thestudyhavegetthetemperaturedistributioninfluencetolake—waterbody,selectedthesmallestemissionsmethodofenvironmentalaffectiontothelake，andestablishedthethreedimensionalmathematicalsimulationmodelbasedonthebestdischargingways。Thestudyuse

8、dthethree．dimensionaImathematical