發(fā)布時(shí)間：2020-06-14 23:20

【摘要】：咸水儲(chǔ)層由于其水質(zhì)和含水介質(zhì)中粘土礦物成分的存在,地下滲流和傳熱特性與淡水含水層有明顯的不同,尤其當(dāng)回灌流體鹽度和溫度與儲(chǔ)層內(nèi)流體不同時(shí),其滲透性能變化較大。本文針對(duì)該問題,基于天津?yàn)I海地區(qū)的地下咸水水質(zhì)和水文地質(zhì)特征,在課題組對(duì)儲(chǔ)層滲透性能實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,利用實(shí)驗(yàn)得到的滲透系數(shù),對(duì)不同回灌參數(shù)下咸水層內(nèi)的傳熱特性進(jìn)行了模擬計(jì)算,并分析了這些參數(shù)對(duì)咸水層儲(chǔ)能效率的影響。本文以多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)理論為基礎(chǔ),建立了滲流-傳熱-傳質(zhì)耦合數(shù)學(xué)模型,模型中流體的物性參數(shù)(密度和粘度)和滲透系數(shù)考慮了隨溫度和鹽度的變化。通過將模擬結(jié)果與文獻(xiàn)中野外實(shí)驗(yàn)及實(shí)際工程運(yùn)行數(shù)據(jù)的對(duì)比,驗(yàn)證了模型的可靠性。利用建立的數(shù)學(xué)模型,采用COMSOL軟件計(jì)算了不同回灌鹽度、回灌溫度、流量和井距下的抽水溫度隨時(shí)間的變化、儲(chǔ)層內(nèi)的溫度分布,得到了熱作用半徑,分析了回灌參數(shù)和井距對(duì)咸水層傳熱特性和儲(chǔ)熱性能的影響。結(jié)果表明,回灌鹽度降低,儲(chǔ)層內(nèi)的熱量運(yùn)移速度減慢,抽水溫度變化減緩,回灌流體影響區(qū)域減小,有利于提高儲(chǔ)能效率�；毓帑}度由5 g/L降低到0 g/L,儲(chǔ)冷率由22.06%升高到25.09%;儲(chǔ)熱率由33.09%升高到35.51%�；毓鄿囟葘�(duì)傳熱特性的影響是回灌流體和儲(chǔ)層間的溫差及儲(chǔ)層滲透性能變化的綜合結(jié)果。7°C冷水回灌的儲(chǔ)冷率優(yōu)于10°C回灌,與40°C和80°C的熱水回灌相比,60°C熱水回灌時(shí)的儲(chǔ)熱率最高。回灌流量增大,抽水溫度及儲(chǔ)層溫度變化幅度隨之增大,熱量運(yùn)移速度增大,導(dǎo)致熱量散失較快,儲(chǔ)能效率降低。井距的增大延緩了熱貫通的發(fā)生,抽水溫度變化減小,有效提高了系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率。通過對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的模擬和預(yù)測(cè),表明儲(chǔ)冷和儲(chǔ)熱的不平衡會(huì)引起系統(tǒng)儲(chǔ)能效率的降低,并導(dǎo)致儲(chǔ)層溫度逐年升高或降低,因此要合理設(shè)計(jì)回灌參數(shù)(溫度、流量和鹽度等)以提高系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU83;P641
【圖文】：

圖 1-1 含水層儲(chǔ)能系統(tǒng)原理圖[3]Figure 1-1 Schematic of aquifer thermal energy storage system含水層儲(chǔ)能的正式提出是在 20 世紀(jì) 60 年代，最初是為了解決上海等工業(yè)城市由于逐年大規(guī)模抽取地下水所造成的地面沉降問題。之后，人們逐漸發(fā)現(xiàn)了地

圖 2-1 承壓含水層介質(zhì)受力示意圖0Figure 2-1 Force diagram of confined aquifer media(4) 機(jī)械彌散系數(shù)機(jī)械彌散是多孔介質(zhì)中兩種不同成分可混溶流體之間過渡帶發(fā)生的非

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 朱家玲;劉雪玲;劉立偉;陳勝華;;含水層儲(chǔ)能影響因素分析[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2009年12期

2 李華;;天津市咸水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及前景分析[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年11期

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本文編號(hào)：2713512