《地能利用過程井群地下水運移能量傳輸及其傳熱研究》是依託吉林大學，由高青擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：地能利用過程井群地下水運移能量傳輸及其傳熱研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：高青
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
地下水源地能利用過程涉及抽/灌井群複雜多變的流動、傳熱和傳質問題，其井群布控、相間影響、熱流場演變控制等諸多問題一直困擾地下含水層蓄能和熱泵套用的科學發展，甚至影響地下資源水環境和生態，因此基於大規模套用的井群抽/灌過程能量傳輸和熱流場協同控制是一項急待解決的科學問題。研究地下複雜情況抽/灌區域動態傳熱和熱流傳輸作用機理，認識抽/灌熱流動複合場的源匯互動作用及其熱-流-固耦合基礎傳熱過程，揭示長期運行中熱流場的發展與演變，界定熱流場作用空間，避免井間、井群間和區域間熱干涉和熱貫通，實現利用溫度場、流場和水位場等多場形態重整主動控制與協同，提高地能利用和蓄能效率。研究還包括岩土多孔介質滲流傳熱、熱濕遷移場偏移、熱流調控、熱匯與熱沉滲流、地下水運移機制及溫位均衡、回灌滲流特性與優控、含水層構造體熱回響等。該研究將完善地下儲能和熱泵套用中井群傳熱控制理論，達到科學健康套用的發展目的。
結題摘要
地下水源能量利用是能源工程和供熱工程領域的新技術，有利於實現可再生能源利用。其核心問題涉及抽/灌井群複雜多變的流動、傳熱和傳質問題，所關係的井群布控、井間貫通影響、熱流場演變控制等一直困擾地下含水層蓄能和熱泵套用的科學發展，甚至影響地下資源水環境和生態,其中大規模套用的多井群抽/灌過程能量傳輸和熱流場協同控制是一項急待解決的科學問題。本項目通過理論分析、模擬構建與計算分析,再結合多種實驗手段，系統研究了地下複雜情況抽/灌區域動態傳熱和熱流傳輸作用機理，認識抽/灌熱流動複合場內源與匯互動作用及其熱流固耦合基礎傳熱過程，揭示長期運行中熱流場的發展與演變，界定熱流場作用空間，減少、減輕或避免井間、井群間和區域間熱干涉和熱貫通，利用溫度場、流場和水位場等多場形態重整主動調控與協同，提高抽灌井場地能利用和蓄能效率。同時，進一步剖析了各種井群形式和運行工況的初始條件和邊界條件對穩態和瞬態傳熱影響，包括岩土多孔介質滲流傳熱、熱濕遷移場偏移、熱流調控、熱匯與熱沉滲流、地下水運移機制及溫位均衡、回灌滲流特性與優控、含水層構造體熱回響等。加強認知關鍵影響因素及其作用規律，研判熱貫通、群井抽灌滲流、含水層固有地下橫流、熱流變布控及其協同作用與範圍，提出了基於流程、溫位和能量負荷控制的能量梯級系統和分散式控制方法與控制新理念。研究成果為技術套用奠定理論基礎，將倡導和助力於地下儲能和熱泵套用中井群熱流控制理論的建立，推動科學健康套用中的科技進步。
