Геотермальные ресурсы горячей и сухой горных пород имеют огромный потенциал, зеленый возобновляемый, и это стратегический источник энергии. Его все больше ценят крупнейшие страны мира. Глубокая сухая горная геотермальная разработка обычно впрыскивает текучую среду (например, воду и углекислый газ) в подземный канал трещины. Тепловая энергия циркулирует к наземной системе. Характеристики потока и теплопередачи горячей рабочей жидкости в трещине являются одной из важных научных проблем, а также основой для оптимизации конструкции горной программы и разработки эффективной технологии рекуперации тепла. Для решения этой проблемы Академия наук Китая Исследователь Бай Бинг и исследователь Ли Сяочунь из Уханьского института механики горных пород и почв добились нового прогресса на основе предыдущей работы.
Исследовательская группа разработала новый тип системы сцепления для механики потока и теплопередачи высокотемпературных трещинных горных массивов. Проведены систематические экспериментальные исследования по потоку и теплообмену воды при единичных разломах гранита при различных ограничивающих давлениях, различных температурах окружающей среды и различных условиях потока. Было найдено, что применяемая в настоящее время формула для общего коэффициента теплоотдачи трещин была проверена и проверена. Было обнаружено, что некоторые общепринятые формулы показали необоснованные условия, такие как числовые колебания или даже отрицательные значения в условиях высокого потока. Предложена упрощенная формула для общего коэффициента теплопередачи (OHTC). Решите эту проблему. Кроме того, некоторые формулы коэффициента теплопередачи при выводе для удобства анализа предполагают, что температура поверхности внутренней стенки постоянна вдоль радиального направления также необоснованна, что приведет к наличию температурных разрывов при (± R, 0). Задачи. Исследователи предложили новый набор аналитических методов для общего коэффициента теплопередачи, основанный на методе функции Грина, который может эффективно избежать этих проблем. Конкретные аналитические решения даются, когда радиальная температура является распределением полиномиальных функций 0-3. Модель численного анализа теплового потока трещин успешно достигла задачи численного моделирования, когда разломы и породы отличаются на 2 порядка. Экспериментальные данные хорошо согласуются. Локальный коэффициент теплопередачи (LHTC) используется для характеристики локальных характеристик теплопередачи переломов горячих горных пород. Установлено, что при небольшом разрыве трещины локальный коэффициент теплопередачи обычно велик, локальная волнообразность трещины (представляющая шероховатость) и локальная Коэффициент теплопередачи отрицательно коррелирован, т. Е. LHTC больше в щели щели и меньше на выступе. LHTC меньше на гладкой трещине и больше при шероховатости, и дается установка LHTC на степень волнения. Отношения. На основе этой модели было проведено симуляционное исследование характеристик течения и теплопередачи воды и диоксида углерода. Было установлено, что при тех же условиях общий коэффициент теплопередачи и коэффициент локальной теплопередачи газообразного диоксида углерода и газообразной воды увеличиваются с увеличением потока. OHTC и LHTC газообразного диоксида углерода всегда меньше, чем у газовой воды, и сверхкритический коэффициент теплопередачи воды лучше, чем сверхкритический диоксид углерода. Что касается углекислого газа, то плотная теплообменная способность лучше, чем у углекислого газа.
Исследовательская работа финансировалась Национальным фондом естественных наук Китая (грант 41672252, 41272263). Результаты исследований были опубликованы в области прикладной теплотехники, горной механики и горной техники, компьютеров и геотехники, экологических наук о Земле и геотермии.
Экспериментальный принцип теплового переноса трещин
Распределение температуры в гранитных блоках и переломах (левый поток впрыска 30 мкл / мин, разрыв трещины 125,5 мкм, время 900 с)
Сравнение коэффициентов локальной теплопередачи двуокиси углерода в разных условиях
