矿山非均匀沉降胶结充填体热学性能研究

发布时间：2024-02-18 02:53

　　地热能作为一种稳定、丰富的环境友好型可再生能源,具有巨大的潜力,是未来能源发展的方向。特别对于深部矿井下蕴含的地热储能,具有良好的开发前景。合理的将其利用于低温发电与供热领域能够缓解当前能源匮乏与高碳排放量问题。矿山充填——地热复合开采系统是一种新型矿山——地热协同开采理念,通过在采空区胶结充填体(cemented paste backfill,简称CPB)内预置地埋管可为矿区提供清洁、廉价的热能,能够降低矿区运营成本,提高矿业可持续性,实现资源高效绿色开采。进行地埋管换热器设计的前提是准确获取CPB热物性参数,目前现场热响应测试法是应用最广泛的热物性测试方法,如何准确地进行热响应测试对矿井热能利用系统的合理设计起到至关重要的作用。基于此,本文建立了耦合渗流和CPB热物性非均匀分层的三维非稳态数值模型,通过与相关文献实验数据对比,验证了本文所建模型和用户自定义函数(user defined function,简称UDF)的合理性与可靠性,说明本模型能够预测CPB综合导热系数。在Fluent软件中嵌入该UDF,模拟分析具有分层特性的CPB热响应测试过程,并对CPB内U型地埋管换热器换性能...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1矿山回填——地热开采复合系统原理图

1绪论3以上的电能[20]。以上介绍的已经成功投入使用的地热系统中通常需要大功率的水泵并且有可能造成地下水质恶化等环境问题[1]。但这些项目通常提取和使用的水量只占总矿藏水量的一小部分，因此不会出现热耗竭问题。然而，对于大型工程来说，地下水含量与温度品位质量是决定系统能否可持续使....

图1.2热响应测试原理图

ㄖ??学地源热泵研究所，方肇洪教授等人[56]研制出一套便携式的岩土热物性测试仪。于明志[57]对岩土热响应测试的二维准瞬态传热模型和二维瞬态传热模型进行了对比分析和优化。刁乃仁[58]分析研究了恒温法和恒热流法在现场环境及不同工况的应用，研究结果为通过恒温法测算单位延米换热量不....

图1.3CPB的三个区域及分界线

1绪论9图1.3CPB的三个区域及分界线1.4.2主要研究内容为了测试具有沉积特征的CPB导热系数，样品应足够大，因此，利用热响应测试分析其考虑各分层下的综合导热系数是较好的选择。考虑到数值模拟方法可以精确的设定热响应测试中的边界条件、避免了由于仪器精度所引起的误差，因此本文基于....

图2.1料浆在无限平面上流动剖面图

西安科技大学硕士论文102胶结充填体基本结构及传热与流动理论在实际充填工艺中，CPB料浆在输送过程中会发生离析、沉降，底部沉积颗粒浓度较高，中部颗粒浓度低，顶部形成悬浮流区，并由近及远(距离下料口)产生水料分离的现象，这种现象称为CPB料浆离析沉降[73,74]。先前的研究中，大....

本文编号：3901771