热学参数对裂隙岩体水流-传热温度影响的数值分析

摘要

针对裂隙岩体概念模型,采用3DEC离散元模拟计算不同热学参数下裂隙岩体的温度场和裂隙出水口水温变化。结果表明:1)岩石热传导与裂隙V 1水流约在热源放热2.5 d后开始耦合,裂隙V 2约在热源放热5 d后开始耦合。模型达到稳态时,由于裂隙V 1更加靠近热源,裂隙V 1比V 2水温高约10℃。2)由于裂隙水流动传热作用,使模型下端温度高于上端,岩体等温线形成从左向右的温度梯度。3)模型达到稳态时,岩石的比热增大200 J/(kg·℃)时,岩体温度降低约1℃;岩石的导热系数增大0.5 W/(m·℃)时,岩体温度升高约3℃;水的比热增大0.8 J/(kg·℃)时,岩体温度降低约2℃;水的导热系数增大0.05 W/(m·℃)时,岩体温度降低约0.001℃;岩石与水的对流换热系数增大5 W/(m^2·℃)时,岩体温度降低约1℃。模型达到稳态所需时间随各参数的增大而缩短。