热压降引起的岩石热特性改变对热回收的影响
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2023-05-10 15:44:52
摘要 在地下干热岩石中发现的地热能是替代化石燃料的可行选择。增强型地热系统 (EGS) 使我们能够利用热岩石中的大量能量。该过程的优化和风险
在地下干热岩石中发现的地热能是替代化石燃料的可行选择。增强型地热系统 (EGS) 使我们能够利用热岩石中的大量能量。该过程的优化和风险管理需要准确预测不同场景下的长期热性能，这通常通过数值建模来完成。
必须准确确定诸如热导率和比热容等岩石热学参数，才能可靠地输入数值模型。由于回收热量时温度降低，这些参数经常会发生变化——这已被多项研究证明。尽管如此，大多数现有的数值模型往往会忽略这些变化。
为此，北京大学的一组研究人员研究了温度相关的岩石导热系数和比热容对 EGS 模型热性能的影响。
“之前对不同类型岩石的实验研究表明，当 EGS 中的温度降低时，岩石的热特性会发生显着变化，”本研究的首席研究员 Hui Wu 分享道。“我们的目标是找出这些变化如何影响 EGS 的长期热性能。我们相信这些结果可以用来指导未来的数值研究。”
该团队证明，一方面，温度降低引起的热导率增加加速了从岩层到压裂液的热传导，从而提高了热性能。另一方面，温度降低会损害热性能，但影响小于导热系数的增加。
他们的发现发表在 KeAi 期刊 Rock Mechanics Bulletin上。
“值得注意的一点是，虽然热导率和比热容对 EGS 的热性能有不同的影响，但它们的综合影响很小，”Yu 说。“主要是，热性能是由岩石导热系数和比热容的乘积决定的。”
“显然，保持恒定的岩石导热系数和在室温下测量的比热容可以准确预测 EGS 模型的热性能”，Yu 补充道。
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