地表江水源熱泵排水方式優(yōu)選及水溫?zé)釘U散模型研究.pdf

1、隨著江水源熱泵系統(tǒng)投入運行的日益增多，江水源熱泵溫排水對水環(huán)境影響的問題日漸顯現(xiàn)。由于江水源熱泵溫排水的溫度高于日常水體溫度，大量的這類溫排水進入水環(huán)境所造成的“熱污染”，對江河水體的各項水質(zhì)參數(shù)都會產(chǎn)生不同程度的影響，并進一步影響生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的平衡，進而對水域周圍的人類生活環(huán)境產(chǎn)生難以估計的影響。為此，針對江水源熱泵在不同排放方式及出流方式下溫排水對江河水域的環(huán)境溫度影響進行實驗研究，確定溫排水對水環(huán)境溫度影響最小的排放方式，探尋江水

2、源熱泵溫排水的水溫擴散規(guī)律，建立溫排水水溫擴散數(shù)學(xué)模型。為進一步深入研究江河水域的環(huán)境熱容量，以及控制江水源熱泵溫排水的排放總量等提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、資料，已成為迫切需要解決的問題。
　　 論文主要研究內(nèi)容及結(jié)果、結(jié)論如下：
　　 1)模擬長江水域情況，建立河道物理模型，通過構(gòu)建溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)，實時監(jiān)測溫排水在淹沒式排水、表面式排水與射流式排水等3種排水方式，以及以上3種排水方式在10種不同出流方式下河道物理模型內(nèi)的溫度

3、變化。采用權(quán)值優(yōu)選法，對溫排水的排放方式及出流方式進行優(yōu)選。然后依據(jù)優(yōu)選值按大小排序的原則，確定出較好的排水方式依次為：逆流單口表面式排水方式、垂向單口淹沒式排水方式、垂向雙口射流式排水方式，其中最優(yōu)的排水方式為逆流單口出流的表面式排水方式。3種較好的排水方式中：表面式排水方式平均溫升較小，射流式排水方式最高溫升較小，淹沒式排水方式影響范圍較小。
　　 2)采用虛擬儀器技術(shù)，借助LabVIEW軟件平臺，構(gòu)建了水溫監(jiān)測實時三維動態(tài)

4、顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過曲線趨勢圖與三維動態(tài)視圖的形式，直觀顯示了河道模型內(nèi)各測溫點的溫度值及溫度的變化情況，并能對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行初步處理。
　　 3)建立了模擬河道的三維溫度擴散數(shù)學(xué)模型，為確定河道內(nèi)任意點的溫升值，提供了數(shù)值計算方法。該模型結(jié)合了流速場與溫度場內(nèi)各相關(guān)指標(biāo)的關(guān)系，并依據(jù)長江水流水文地質(zhì)狀態(tài)及環(huán)境特征確定了模型的粘渦系數(shù)Mz，橫向擴散系數(shù)My，彌散系數(shù)Mx，橫向反射系數(shù)Ky與垂向反射系數(shù)Kz，采用追趕法與微分求解的數(shù)

5、學(xué)方法求解，并用優(yōu)選排水方式下的實測溫度值，對數(shù)學(xué)模型涉及的相關(guān)參數(shù)進行了修正。通過將模型計算值與溫度傳感器實測的溫度值進行比較，結(jié)果絕對誤差≤O.1685℃，相對誤差≤O.68％，驗證了該三維溫度擴散數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。
　　 4)在最優(yōu)排水方式，即逆流單口表面式排水方式下用數(shù)學(xué)模型對試驗?zāi)Ｐ蜏嘏潘臒釘U散范圍進行了應(yīng)用研究，結(jié)果表明，平均溫升為0.1℃的污染帶長72m，寬3.43m，污染帶面積97.2m2，當(dāng)試驗?zāi)Ｐ蜏嘏潘髁?/p>