干热岩裂隙对流换热系数计算新方法

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单位重庆大学土木工程学院;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程安全全国重点实验室;重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室;
来源安全与环境工程
出版年2025
期号04
摘要
在干热岩地热开发中,综合换热系数是评价裂隙流体换热性能的关键参数。针对现有计算方法多依赖裂隙面温度分布的假设与简化,且缺乏统一评价标准的问题,建立了一种更精确的综合换热系数计算方法,并对主流公式进行了评价。采用数值模型直接获取裂隙表面温度分布数据,并提出了新的综合换热系数计算方法(公式E),同时给出了换热系数的经验公式F;基于数值模拟数据和试验数据,对各公式(A~F)进行了评价;将公式F嵌入数值模拟程序中进行了现场尺度的换热数值模拟,进一步验证了公式F的有效性。结果表明:公式E、F均具有较高计算精度和适用性;在所有工况中,现有公式A、D与新提出的公式E、F的变化趋势相似,计算结果较为接近且未出现异常值,表现出良好的稳定性和可靠性;作为一种独立的补充关系,公式F可直接嵌入数值模拟程序中有效模拟现场尺度的流体换热。

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