增强型地热系统和二氧化碳利用中的流动与换热问题研究

发布时间：2021-01-28 15:22

　　随着人类的能源需求不断增加以及全球气候变暖问题日益严重，可再生能源的开采和二氧化碳的规模利用受到了越来越广泛的关注，本文以增强型地热系统和二氧化碳利用为背景，通过实验研究、数值模拟研究和理论分析等方法，分别从通道尺寸和场地规模两个尺度对其中的流动与换热问题进行了研究。从通道尺度出发，分别对超临界压力CO2在内径为0.953mm的细直管道和细蛇形管道的对流换热进行了实验研究和数值模拟研究，分析了强变物性、浮升力以及离心力等因素对超临界压力CO2在不同通道内的对流换热的影响。直管道研究结果表明：湍流工况，较低进口雷诺数下，热流密度较高时，向上流动壁面温度出现两个局部峰值，发生传热恶化，向下流动壁面温度出现局部谷值，发生传热强化。弯曲直径8.01mm的细蛇形管道研究结果表明：湍流工况下，蛇形管壁面温度沿程呈线性上升趋势，向上流动并未出现直管实验中的局部温度峰值区域，传热恶化现象得到好转，在流体温度处于准临界温度附近时，浮升力仍然会使局部换热强度有所降低，最低局部Nu数仍能达到20，远高于直管实验中层流化时的Nu值；向下流动时浮升力对离心力产生削弱作用，换热强度也会降低，且浮升力对离心力的削弱... 

【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：191 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

增强型地热系统（EGS）示意图

图 1.2 二氧化碳捕获、利用和封存（CCUS）示意图 的一个核心问题就是 CO2与 CH4在岩层内的气体混合问题各向异性、非均质性、裂隙的存在以及岩石和气体的物性的混合产生影响，从而进一步对整个 CSEGR 系统产生影响

的 1～的温图 1.3强变物性是1.2 倍区温度区间内剧T-p 相图是超临界压间内时。如剧烈变化，压力流体的主如图 1.4 所示其中：流体图 主要示，在体密度

【参考文献】：
期刊论文
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[3]超临界压力CO2在垂直管内对流换热准则关联式[J]. 李志辉,姜培学.  核动力工程. 2010(05)
[4]超临界压力下航空煤油水平管内对流换热特性数值研究[J]. 李勋锋,仲峰泉,范学军,淮秀兰,蔡军.  航空动力学报. 2010(08)
[5]超临界压力下航空煤油圆管流动和传热的数值研究[J]. 李勋锋,仲峰泉,范学军,淮秀兰,蔡军.  推进技术. 2010(04)
[6]超临界压力下航空煤油流动与传热特性试验[J]. 江晨曦,仲峰泉,范学军,俞刚.  推进技术. 2010(02)
[7]低雷诺数条件下超临界压力CO2换热实验研究[J]. 李志辉,姜培学.  核动力工程. 2010(01)
[8]超临界压力下航空煤油RP-3焓值的测量及换热研究[J]. 张春本,邓宏武,徐国强,黄文,朱锟.  航空动力学报. 2010(02)
[9]超临界RP-3管内换热特性实验[J]. 王英杰,徐国强,邓宏武,罗翔.  推进技术. 2009(06)
[10]超临界压力CO2在垂直管内对流换热数值模拟[J]. 李志辉,姜培学.  原子能科学技术. 2009(03)

博士论文
[1]超临界压力流体在圆管内对流换热及热裂解研究[D]. 刘波.清华大学 2013



本文编号：3005229