热管换热器间距对相变充填体蓄释热性能的影响

摘要：

为了高效利用高温矿井的地热资源,解决高温环境对开采过程的影响,建立了热管-相变充填体矿井地热开采系统三维非稳态传热数值模型,研究了热管换热器与围岩布置间距对系统温度、相变材料液相分数、循环冷却水温度以及系统蓄热量、释热量的影响.结果表明:热管距离围岩越近,蓄热阶段相变材料熔化越快,蓄/释热共存阶段相变材料凝固越慢;随着热管与围岩间距的减小,热管冷凝端循环冷却水的出口温度和进出口温差增大,当热管与围岩间距从95 mm减小至20 mm时,系统稳定运行时冷却水进出口温差将由2.50K增大至4.97 K;蓄热阶段,系统蓄热量随时间推移先逐渐增大,后维持恒定不变,蓄/释热共存阶段,系统释热量将以先逐渐减小,后恒定不变的速率持续增大;当热管与围岩布置间距由95 mm减小到20 mm时,系统总蓄热量提高72.89%,系统释热量提高91.10%,系统能效系数由81.71%增大到90.32%.研究结果可为热管-相变材料耦合系统在矿井地热高效开采与利用方面提供理论依据和技术指导.

关键词：充填开采、热管换热器、集总热阻网络模型、布置距离、蓄/释热性能

所属期刊栏目：44

分类号：TD98(选矿)

资助基金：国家自然科学基金;陕西省科技厅项目;陕西省教育厅项目

在线出版日期：2024-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：668-679