發(fā)布時間：2020-11-20 05:27

　　 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。基于2006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，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℃；玻璃鋼管輸水最高升溫為1.9℃，最低為0.15℃；加護保溫層鋼管輸水最高升溫為1.5℃，最低為0.2℃；PVC管輸水最高升溫為1.0℃，最低為0.1℃。成山頭輸水傳熱計算中，水泥管輸水最高升溫為5.2℃，最低為0.4℃；PE管輸水最高升溫為2.8℃，最低為0.18℃；玻璃鋼管輸水最高升溫為1.8℃，最低為0.12℃；加護保溫層鋼管輸水最高升溫為1.4℃，最低為0.17℃；PVC管輸水最高升溫為1.0℃，最低為0.06℃。相同管道時，管道壁厚相同條件下，管道內(nèi)徑越大海水升溫越小；管道內(nèi)徑相同條件下，管道壁厚越大海水升溫越�。幌嗤�管道條件下，輸水流速越大海水升溫越小。 大連，輸水線路底質(zhì)沉積物類型以粘土質(zhì)粉砂（Shepard三角圖解法）或者砂質(zhì)粉砂（Folk三角圖解法）為主；威海，輸水線路底質(zhì)沉積物類型在近岸海域為粘土質(zhì)粉砂，分布范圍在10km左右，外海為砂質(zhì)粉砂（Folk三角圖解法）或者粉砂（Shepard三角圖解法）；成山頭，近海海底沒有觀測結(jié)果，外海海底沉積物類型為粘土質(zhì)粉砂。從FVCOM數(shù)值模擬結(jié)果可以看出在海底管道輸水路徑離岸海域底層潮流較小，平均流速較小，最大流速在20cm/s左右，若將管道做填埋處理就可以減少管道受水流沖刷；在近岸海域特別是成山頭近岸海域底層流速較大，計算中最大流速可達60cm/s左右，在進行管道鋪設(shè)時要特別關(guān)注，防止管道受到水流沖刷而遭到破壞。 綜合以上因素可以得出，大連海域黃海冷水團的利用條件最好；山東半島海域中，成山頭海域黃海冷水團的利用條件較好。
【學(xué)位單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：P756.2
【部分圖文】：

12 1 12 1 . 5 12 2 12 2 . 5 12 3 12 3 . 5 12 4 LO N G I T UD E ( E ) 37 37 . 5 38 38 . 5 39 39 . 5 圖 1. 1 .6 90 8 專項 S T 02 區(qū)塊 水 體調(diào) 查 2 0 07 年春 季航 次 底 層 溫度 分 布 0 7 年秋 季 觀 測

12 0. 5 12 1 1 21 .5 1 22 1 22 .5 1 23 12 3. 5 1 24 L O N G IT U D E (E ) 3 6. 5圖 1 . 4. 3 大連 及 山 東 半 島 附近 海域 水 深 分 布

黃 海 冷 水管 道輸 運傳 熱計 算 及 路 徑 優(yōu)選 研究 1. 6 大連 海域 溫度 鏈連 續(xù)觀 測20 0 9 年 6 月 在 遼南 海域 設(shè) 置了 三 個 溫度 鏈連 續(xù) 觀測 站 位 ，觀 測時 間 為 7 月15 至 9 月 16 共 三 個 月 。 每 個 觀 測 站 位 對 不 同 水 深 處 水 溫 進 行 了 連 續(xù) 觀 測 。 觀測位 置 如圖 1 .2 . 1 所示 。 站位 1 #溫 度鏈 連 續(xù)觀 測 低通 濾 波后 結(jié) 果見 下 圖 ：
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本文編號：2891018