非饱和孔隙介质在水源热泵回灌过程中导水传热特性研究

本研究拟通过分形理论分析非饱和孔隙介质粒径分布，孔隙率和连通性，掌握多孔介质复杂的几何结构对多孔介质孔隙度、渗透率以及回灌效率和导热的影响。通过对孔隙介质在饱和-非饱和周期变化的导水和导热试验研究，了解气阻对非饱和孔隙介质导水率和导热系数影响，对解决回灌堵塞以及计算水源热泵采灌比均具有实际意义。

非饱和带多孔介质的导水和传热特性对地下水源热泵工程回灌影响较大。本项目通过多孔介质的导热模型，推导出了多孔介质的有效导热系数，利用模型估算非饱和导水系数、扩散率和比水容量这三个主要的非饱和水力学参数，通过室内试验测定了非饱和带砂土热弥散度。完成回灌堵塞试验研究，包括物理堵塞、铁锰化学堵塞以及气体堵塞，分析不同粒径、分选性以及铁锰含量等因素对回灌堵塞的影响。采用砂槽模型装置确定非饱和带是回灌井的有效渗流区，通过回灌条件下非饱和带导水特性的室内试验确定粒径、非饱和带含水率、孔隙度、水温对回灌的渗透系数影响，并利用分形理论分析了不同粒径级配分维数与渗透性的关系。.本项目通过三年的研究工作，已完成项目计划内容。此外为了达到项目研究目的，还对沈阳城区浑河冲洪积扇非饱和带空间分布特征研究、沈阳城区地下水温度恢复特性进行了研究，分析了变温带、恒温带变化规律；对沈阳城区非饱和带含水率和孔隙度进行了典型地段测试，根据实际回灌试验计算的渗透系数进行非饱和带回灌渗透系数的空间变异分析，为沈阳市水源热泵推广应用提供技术支持。