20175.黃海冷水管道輸運傳熱計算及路徑優(yōu)選研究

1、黃海冷水管道輸運傳熱計算及路徑優(yōu)選研究黃海冷水管道輸運傳熱計算及路徑優(yōu)選研究黃海冷水管道輸運傳熱計算及路徑優(yōu)選研究摘要夏季黃海冷水團低溫海水是極好的低溫冷源，可以利用區(qū)域供冷技術(shù)對其進行利用，為夏季城市建筑進行供冷。本文分析研究了黃海冷水資源取水位置與海底管道輸送時熱量交換問題?；?006至2012年北黃海、大連海域以及山東半島海域冷水團觀測資料，分析黃海冷水團在大連、威海以及成山頭海域分布及變化特征。推導(dǎo)導(dǎo)熱微分方程、傅里葉定律以及

2、牛頓冷卻公式，建立海底管道輸水熱量傳遞數(shù)值模型。應(yīng)用傳熱數(shù)值模型，選擇5種海底管道，計算大連、威海及成山頭海域管道輸水溫度變化，對比不同管道、管道內(nèi)徑及壁厚對輸水升溫的影響。應(yīng)用FVCOM海洋數(shù)值模式，對渤海及黃海海域潮汐潮流進行了模擬。重點關(guān)注大連海域及山東半島海域底層潮流特征，模擬中對此區(qū)域網(wǎng)格進行了加密。分析得到海域底層M2、S2、K1、O1潮流分布，最大可能潮流分布等，為海底管道鋪設(shè)及海底沖刷研究提供數(shù)據(jù)支持。通過分析大連、威海

3、及成山頭海域冷水團分布及季節(jié)變化得到：在大連、威海及成山頭三處海域，大連海域冷水利用條件最好，成山頭次之，威海最差。成山頭海域是山東半島海域中冷水利用條件最好的海域。由于“冷水舌”的存在，大連海域冷水團距離陸地較近，9℃等溫線距離陸地不到9km，9月初“冷水舌”底層水溫在10℃左右。成山頭海域冷水團邊界季節(jié)變化不大，與50m等深線符合度高，距離陸地30km左右。取水口處冷水團水溫從7月中旬7℃升高至8月底10℃左右。對比傳熱計算結(jié)果可知

4、，大連海域輸水海水升溫最小，成山頭次之，威海最高。大連輸水傳熱計算中，水泥管輸水最高升溫為1.3℃，最低為0.05℃；PE管輸水最高升溫為0.6℃，最低為0.02℃；玻璃鋼管輸水最高升溫為0.5℃，最低為0.02℃；加護保溫層鋼管輸水最高升溫為0.3℃，最低為0.02℃；PVC管輸水最高升溫為0.2℃，最低為0.01℃。威海輸水傳熱計算中，水泥管輸水最高升溫為5.1℃，最低為0.5℃；PE管輸水最高升溫為2.9℃，最低為0.23℃；玻璃