井下换热器周围对流型地热储传热特性.pdfVIP

第 23 卷 　第 5 期 太　阳　能　学　报 Vol 23 ,No 5 2002 年 10 月 　　　　　　　　　　　　　 ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA 　　　　　　　　　　　　　 Oct . ,2002 文章编号 (2002) 井下换热器周围对流型地热储传热特性 赵　军 ,戴传山 ,李新国 ,朱　强 ,袁伟峰 ,龚宇烈 ,周　倩 (天津大学热能与制冷工程系 ,天津 300072) ( ) 摘要 :采用 Darcy 自然对流传换模型分析了同轴管式井下换热器 DCHE 在对流型地热储中的换热特性 ,在假设井 下换热器外壁温度变化与其高度成幂函数关系的基础上 ,建立了数学模型并得出了相似解 ,为其进一步工程应用 奠定了较好的理论基础。 关键词 :套管式井下换热器 ;对流型地温地层 ;多孔介质 中图分类号: T K529 　　　　文献标识码 :A ) 4 Boussinesq 近似成立 :a. 忽略变物性的影响 — 1 　前　言 除在动量方程中以浮升力出现的密度 ,b. 将密度差 近年来随着地热能开发利用 、地源热泵的不断发展 , 表示为温度的函数 ,即 有关井下换热器及周围多孔介质传热与传质问题的 ρ= ρ [ 1 - β( T - T ) ] ; ∞ ∞ 研究倍受关注。最近 Carotenuto 等学者对设有自然 　　5) 水与饱和多孔介质层处于热力学平衡状态 ; 对流增速管的井下换热器进行了研究[1 ] ,但是只注 6) 井下换热器底部面积相对于其竖壁表面积很 重换热器本身[2 ,3 ] ,模型采用的初始或边界条件并 小 ,忽略井下换热器底部与多孔介质层之间的传换。 不能较好地符合井下换热器的换热物理模型[4 ] 。 根据假设和建立的从标系 ,可得到多孔介质层内流 文献[5 ]将井下换热器表面温度局部线性化 ,得到局 体自然对流的微分控制方程 : 部相似解。本文假设井下换热器表面温度为换热器 ( ) ( ) ( ) r u + rv = 0 1 n x r ( ) 高度的幂函数 T ∞- Tw = A x , 其中 0 ≤n ≤1 ,建 μ p ρβ