| 螺旋叶片强化中深层地热同轴换热器换热性能数值模拟 |
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| 引用本文： | 罗冀,张延军,刘强斌,李晓光,娄俊庆.螺旋叶片强化中深层地热同轴换热器换热性能数值模拟[J].世界地质,2023(4):740-748. |
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| 作者姓名： | 罗冀 张延军 刘强斌 李晓光 娄俊庆 |
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| 作者单位： | 1. 吉林大学建设工程学院;2. 长春工程学院土木工程学院;3. 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划(2019YFC0604905)；;国家自然科学基金项目(41772238)联合资助； |
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| 摘 要： | 为强化同轴换热器在中深层地热开发中的传热效果，提出一种螺旋叶片形式新型地热同轴换热器。通过建立内插不同间距(d=200、150、100 mm)螺旋叶片的换热器数值模型，模拟套管中换热流体特性。结果表明：在Re=4 500～11 500的湍流状态下，螺旋叶片作为扰流元件，通过改变流体的流动形态和热边界层厚度，可以有效强化换热器的单相对流换热效果，提高开采岩土体热量的能力。随着间距减小，强化换热效果进一步增强，努赛尔数(Nu)增大。当间距d=100 mm时，强化传热效果最好，综合换热能力最强，较光滑管的Nu提高了41.05%～44.18%,传热增强因子TEF为1.16,该工作为同轴套管换热器的优化设计提供了理论基础。
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| 关 键 词： | 地热能 同轴换热器 强化换热 螺旋叶片 传热增强因子 |
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