干热岩人工裂隙三维流动传热的数值模拟研究

摘要

干热岩流动换热模型主要以二维模型假设为主,不能全面反映人工裂隙内的三维流动传热物理过程。利用ANSYS Fluent商业软件建立了单裂隙三维流动换热数值模型,并开展了相关数值模拟计算,分析了不同因素下对于干热岩裂隙内流体温度的影响,获得了裂隙内流体在不同条件下的传热规律。数值模拟结表明:影响干热岩人工裂隙换热的主要因素包括工质注入速度、人工裂隙宽度、人工裂隙长度和流体初始温度。在给定裂隙长度及流入速度的条件下,人工裂隙宽度越小,出口处流出的流体温度越高,流体流经的裂隙长度越长,热突破时间越长。在裂隙宽度、长度相同时,工质流速越小,流体出口处温度越高,流入速度越慢,热突破时间就更长,传递的热量就越多。对于不同的裂隙宽度及流入速度,裂隙长度达到一定程度后,水温才能升高到与基岩一致。