某超长重力热管提取地热的热工分析及改进措施

发布时间：2021-07-12 21:29

　　相关利用地热能供暖的技术多是直接抽取地下热水,会造成地面沉降、地下热水无法回灌和二次污染等问题。超长重力热管提取深层地热技术具有安全可靠、保护地下水、无污染等特点可以避免产生上述问题,而此技术大多以专利的形式出现,基础理论有待深入研究。本文对超长重力热管提取深层地热技术进行理论分析和应用探讨,为今后此技术的有效利用提供一定的依据。陕西省某能源公司根据此技术专利搭建了热管试验井装置,作者针对现场热管试验井进行理论和实测数据分析,找出影响超长重力热管传热性能的因素,然后主要通过对热管井结构方面的改进,提高其传热性能。最后对热管试验井结构和工质方面作了进一步的设想。本文结合常规重力热管的实验经验和理论分析,可知现场热管试验井不受常规传热极限的影响,计算出充液率取10%时比较适合现场热管试验井。通过分析可知蒸发段液池部分的平均换热系数随管径增大而减小,现场热管试验井的管径过大,制约着其传热性能。其次,通过计算得出蒸汽流动阻力仅为561.7Pa,理论上得出蒸汽流可以流动到重力热管的顶端,但由于初试验中重力热管的传输段（绝热段）没有任何保温措施,导致蒸汽进入换热器之前已全部沿途凝结,对此进行了三次... 

【文章来源】：西安工程大学陕西省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 热管概述
        1.2.1 热管的发展
        1.2.2 热管的定义
        1.2.3 热管的分类
        1.2.4 热管的特性
        1.2.5 热管的应用
    1.3 重力热管概述
        1.3.1 重力热管的工作原理
        1.3.2 重力热管的应用
    1.4 重力热管强化传热研究
        1.4.1 改变管壁内表面结构
        1.4.2 设置内插件
        1.4.3 多相流
    1.5 课题研究内容
    1.6 课题研究意义
2 热管试验井简介及其传热理论分析
    2.1 超长重力热管提取地热技术简介
        2.1.1 工作原理
        2.1.2 特点
        2.1.3 存在的问题
    2.2 热管试验井试验过程及结果
        2.2.1 系统装置
        2.2.2 试验过程
        2.2.3 试验结果及分析
    2.3 热管试验井的传热分析
        2.3.1 蒸发段液池的换热
        2.3.2 蒸发段液膜的传热
    2.4 热管试验井的传热极限分析
        2.4.1 携带极限
        2.4.2 沸腾极限
        2.4.3 干涸极限
        2.4.4 声速极限
    2.5 本章小结
3 热管试验井传热性能影响参数计算
    3.1 管内蒸汽流动压力损失ΔPV的计算
    3.2 蒸发段换热系数的计算
    3.3 充液率
    3.4 重力热管结构
    3.5 本章小结
4 热管试验井改进措施及改进设想
    4.1 第一次改进试验
        4.1.1 改进措施
        4.1.2 改进结果及分析
    4.2 第二次改进试验
        4.2.1 改进措施
        4.2.2 改进结果及分析
    4.3 第三次改进试验
        4.3.1 改进措施
        4.3.2 改进结果及分析
    4.4 进一步改进设想
        4.4.1 结构的设想
        4.4.2 工质的设想
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 不足与展望
参考文献
攻读学位期间发表论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]两相热虹吸循环蒸发侧传热模型比较[J]. 张朋磊,王宝龙,韩林俊,石文星,李先庭.  化工学报. 2013(08)
[2]井筒重力热管传热特性的研究[J]. 王淑彦,成庆林,韩洪升,魏立新,刘永建.  节能技术. 2013(01)
[3]闭式重力热管的强化传热研究进展[J]. 徐晓萍,史金涛,姜峰,李修伦.  化学工程. 2012(09)
[4]两相闭式热虹吸管强化传热研究进展[J]. 王鑫煜,辛公明,田富中,曲付龙,程林.  化工进展. 2012(05)
[5]地热热管融雪系统应用研究[J]. 张军,张辉,张红,庄骏.  太阳能学报. 2011(12)
[6]锅炉回转式空气预热器漏风原因分析及改造[J]. 梁金明,薛贵平,梁军,郝忠.  能源技术经济. 2011(06)
[7]重力热管自吸地热改善热采井井筒热损失研究[J]. 李龙,李春生,朱兰.  科学技术与工程. 2011(08)
[8]重力热管式抽油杆柱加热井筒技术现场试验[J]. 范英才,蒋生健,王铁强,刘永建.  特种油气藏. 2011(01)
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博士论文
[1]重力热管传热过程的数学模型及液氮温区重力热管的实验研究[D]. 焦波.浙江大学 2009

硕士论文
[1]内螺纹重力热管强化传热特性研究[D]. 王鑫煜.山东大学 2013
[2]闭式重力热管的传热性能研究[D]. 刘泽.天津大学 2012
[3]重力热管传热强化表面改性技术开发与效果评价[D]. 李斌彬.华东理工大学 2012
[4]三相流重力热管的传热性能研究[D]. 史金涛.天津大学 2010
[5]埋地重力热管传热性能的研究[D]. 周圆圆.中国石油大学 2008
[6]重力热管抽油杆室内实验研究[D]. 张文明.大庆石油学院 2008
[7]两相闭式热虹吸管强化传热实验研究[D]. 史启辉.郑州大学 2007
[8]插入热管对沙土传热特性影响的初步研究[D]. 李俊文.华中科技大学 2007
[9]热管用于笔记本电脑散热的研究[D]. 黄庆.东南大学 2005



本文编号：3280692