本文關鍵詞：地熱利用過程中埋地熱管傳熱研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現今中國能源的消耗總量已經占到全球能源消耗總量的五分之一,今后地能源消耗仍將繼續(xù)保持增長。能源問題已成為制約中國發(fā)展的一個重要問題。如何有效的提高能源的使用效率,有效地節(jié)約能源的使用成為當前的重大課題。地熱在地球上分布很廣,是一種可再生的清潔能源,開發(fā)前景廣闊,具有很高的利用價值。但是如何將地熱從地下順利地開采出來,成為制約地熱利用的一大瓶頸問題。而利用重力熱管采集地熱成為地熱利用的一種新技術。采集地熱的重力熱管與一般的重力熱管有很大的不同,存在著液池過深,蒸汽在管內流動阻力過大等問題。但由于采集地熱的重力熱管深埋地下,無法直接觀察其流動狀況,故本文采用CFD方法研究采集地熱的重力熱管內部工質的流動狀況。本文在國內外文獻調研的基礎上,通過流體力學,傳熱學,計算科學等多學科交叉,采用理論分析與數值計算相結合的方法,建立了熱管的傳熱數學力學模型,通過數值模擬研究了熱管的流動傳熱規(guī)律。主要研究內容為：(1)在文獻調研的基礎上,建立了填充多孔介質表面改進熱管和超長重力熱管的傳熱數學模型；(2)采用CFD軟件對填充多孔介質的熱管進行了數值模擬研究,在前人的基礎上,主要考慮了管道截面形狀(分別為圓截面,橢圓截面,正方形截面,三角形截面)對傳熱的影響,分析了各種截面變性管軸線上溫度,壓力,流速的分布情況,也分別分析了熱管不用位置截面上溫度,壓力,速度的分布,最后綜合分析得出了在研究的管道截面形狀當中三角形截面熱管的綜合換熱性能是最佳的；(3)采用CFD軟件對超長埋地重力熱管的傳熱過程進行了數值模擬研究,通過對CFD軟件進行二次開發(fā),將C語言編寫的自定義函數(UDF)加入軟件當中進行模擬,模擬結果解釋了其他文獻實驗過程中深埋重力熱管蒸汽產量少,換熱效率不高的原因,并針對該問題提出了改進建議,并在前面研究的基礎上針對不同傾角的熱管傳熱過程進行了對比研究,計算結果而說明了增大傾角有利于換熱,更加高效利用地熱。
【關鍵詞】：熱管 多孔介質 傳熱 相變 數值模擬 CFD
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU83
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-18
• 1.1 研究背景與意義7-8
• 1.2 熱管介紹8-12
• 1.2.1 熱管歷史8-9
• 1.2.2 熱管分類9-10
• 1.2.3 熱管特點10-12
• 1.3 研究現狀12-16
• 1.3.1 國外研究現狀12-14
• 1.3.2 國內研究現狀14-16
• 1.4 研究內容16-17
• 1.5 技術方法與路線17-18
• 第2章 熱管的理論基礎及流動傳熱過程分析18-28
• 2.1 控制方程18-19
• 2.2 熱管流動與傳熱過程19-28
• 2.2.1 重力熱管的熱阻分析19-23
• 2.2.2 重力熱管的傳熱系數23-24
• 2.2.3 重力熱管傳熱分析24-28
• 第3章 表面改進熱管的截面形狀對換熱的影響28-46
• 3.1 計算模型及邊界條件30-32
• 3.2 控制方程32-33
• 3.3 結果分析33-44
• 3.3.1 相同雷諾數情況分析33-41
• 3.3.2 相同流量情況分析41-44
• 3.4 本章小結44-46
• 第4章 埋地重力熱管數值模擬46-63
• 4.1 計算模型及邊界條件46-47
• 4.2 控制方程47-49
• 4.3 結果分析49-62
• 4.3.1 超長埋地熱管傳熱過程分析49-59
• 4.3.2 不同傾角熱管分析59-62
• 4.4 本章小結62-63
• 第5章 結論與展望63-65
• 5.1 主要結論63
• 5.2 不足與展望63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-77
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文77

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