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增强型地热系统水热岩与电磁参数耦合响应研究

《增强型地热系统水热岩与电磁参数耦合响应研究》是依托吉林大学,由李静担任项目负责人的青年科学基金项目。

增强型地热系统水热岩与电磁参数耦合响应研究基本信息

增强型地热系统水热岩与电磁参数耦合响应研究结题摘要

在干热岩勘探、开发、监测过程中,地球物理勘探和水文地质参数从不同角度、不同尺度分析、评价热储的位置、规模,查明裂隙的方向和大小,监测地下流体的分布和运移。研究水热岩参数变化引起的地球物理响应以及不同属性场的响应规律及其内在联系等问题是干热岩资源勘探评价过程中重要的基础科学问题。本课题分析总结了水热参数与电阻率参数的耦合关系,在此基础上,采用有限元方法计算电磁参数和水热岩参数的耦合响应规律和内在联系。同时,采用热传导方程模拟典型干热岩储层温度场的变化规律。最后结合青海共和盆地干热岩靶区实测数据,研究地球物理电磁响应与大地热流环境的对应变化关系,初步建立了多尺度、多参数联合水文地质—地球物理EGS评价方法技术。 本课题取得了如下主要研究成果:1)系统总结了温度、压力参数在干热岩储层中对储层物性参数的影响规律,不同条件下水热参数与地球物理物性参数的对应关系;2)采用多参数耦合方程建立了由孔隙度推导得到储层电导率随机介质等效模型。3)基于有限元热传导方程和大地电磁正演计算方法开展了温度—电阻率耦合的电磁响应计算以及温度场分布随时空变化分布规律。4)结合青海共和盆地干热岩储层热参数与大地热流的分布规律获得地热参数概念模型。基于非结构性节点有限元方法对研究区地温场数值模拟,模拟地温场与钻孔实测温度场值具有良好的一致性。上述研究为开展干热岩储层的预测评价提供了很好的技术指导。在将来的应用研究中,我们直接可以通过电阻率反演结果来估计得到大地热流和温度场的温度模型。采用热传导方程开展时移模拟计算,预测干热岩储层热流的发展变化规律,为干热岩储层勘探开发中多参数耦合和水文地质与地球物理探测结果联合提供了重要的理论依据,为指导干热岩的开发评价具有重要的指导意义。 2100433B

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增强型地热系统水热岩与电磁参数耦合响应研究造价信息

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增强型D1系列

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增强型地热系统水热岩与电磁参数耦合响应研究项目摘要

在增强型地热系统(Enhanced Geothermal Systems)勘探、开发、监测过程中,地球物理电磁方法通过储层的电性参数(电阻率,介电常数,电位势)差异,从宏观大尺度分析、评价热储的位置、规模,查明裂隙的方向和大小,监测地下流体的分布和运移。而渗透率(水)、温度、压力(热)、孔隙度(岩)等水文地质参数可以从微观小尺度直接指示地热储层的发育和变化情况。本课题从EGS储层水热岩参数与地球物理电磁参数的耦合关系出发,研究多场耦合响应规律。首先,分析总结参数耦合关系,基于多变量随机条件模拟建模方法和TOUGH2软件建立多参数时移耦合热储模型。在此基础上,开展高精度数值模拟计算,分析研究电磁参数和水热岩参数的耦合响应规律和内在联系。最后结合典型的干热岩靶区实测数据,初步建立多尺度、多参数联合水文地质—地球物理EGS评价方法技术,为更准确高效的开发利用地热资源提供必要的科学依据。

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增强型地热系统水热岩与电磁参数耦合响应研究常见问题

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增强型地热系统水热岩与电磁参数耦合响应研究文献

机电集成电磁蜗杆传动系统参数振动响应 机电集成电磁蜗杆传动系统参数振动响应

机电集成电磁蜗杆传动系统参数振动响应

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大小:365KB

页数: 未知

针对机电集成电磁蜗杆传动系统中啮合磁极数的周期性变化规律,推导了电磁啮合刚度傅里叶级数形式的表达式,建立了该机电耦合系统参数振动模型及其相应的线性时变微分方程。采用多尺度法推导了该系统自由振动近似解析解,给出了系统包含固有频率及固有频率与啮合频率的组合频率成分的自由振动、主共振、组合共振时域及频域响应曲线。结果表明:系统发生组合共振时的主导频率为系统的固有频率,系统的组合共振振幅随谐波次数增大而递减。

比例电磁阀响应 比例电磁阀响应

比例电磁阀响应

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大小:365KB

页数: 1页

电磁阀要求: 电磁阀行程 0.25mm, 9响应时间不能大于 5ms: 要求够高的,关键要选择能有这么快响应速度的电磁铁,国外的高响应比例电磁铁可能满足。阀内可动部件质量要小, 摩擦阻力、粘性阻力小,设计中要考虑电磁铁的力和阀芯上的阻力平衡的问题、 液动力的干扰问题, 阀芯的复位问题等。 行程要短,阀芯质量要小,摩擦要小,电磁铁力量要大。 磁性材料发挥到极致,这个说的很好。其实我们设计的电磁铁粗笨,实质上是没有利用好材料的磁性。有的地方磁路截面很大,有的地方又过 于狭窄,这样的结果是狭窄的地方的磁性材料饱和,而整个电磁铁既笨重力又小。前两天测了 HAWE 的一个电磁铁, 25*25 的规格,很小,但是力 在 0.8 安培可以输出 27 牛,而且这时候在增加电流,力基本就不变了,也就是说饱和了,而 0.8A 也就是它额定工作的最大的电流,设计合理啊 高响应比例换向阀 0~100% 的响应时间

流固耦合传热相关研究

流固耦合传热紧耦合

Stokos、Hooper、Kazemi-Kamyab等开发了将流体及固体内所有物理过程进行瞬态紧耦合算法,能使计算结果与实验结果高度吻合。但是,该瞬态紧耦合计算需要消耗大量的计算资源,难以用于解决实际复杂工程问题。

根据问题的特征,有些研究者近似认为在计算时间内,某些参数的状态是不变的,进而直接将瞬态问题转化为稳态问题。对于绝大多说不能通过准稳态处理直接转化为稳态问题的瞬态问题,有些研究者主张保留耦合的非稳态特性,提出各部分分别进行瞬态求解,并通过边界条件、参数值及活动网格等方式进行实时信息交互的瞬态松耦合传热问题的求解。如 Bauman 和Kazemi-Kamyab等针对高超声速流中固体表面带辐射及烧蚀相变过程的流固耦合强制对流传热问题,提出将流体 Navier-Stokes 方程与固体导热、辐射及烧蚀相变过程分别进行瞬态求解,并利用流体数值计算结果对其他求解方程的边界温度和热流加以修正,直至迭代收敛。Lohner 等针对飞机气弹分析中带固体形变的流固耦合传热问题,将流体 Navier-Stokes 方程及固体导热和应变方程分别求解,并利用流体数值计算结果对其他求解方程的边界温度和热流加以修正,同时利用固体应变方程的计算结果修正流体耦合边界位置和速度边界条件,直至迭代收敛。

流固耦合传热松耦合

有些研究者提出了基于准稳态流场的松耦合算法,即近似认为在整个流固耦合传热过程中,流场处于若干个准稳态,每一个准稳态的流场都使用稳态 Navier-Stokes 方程求解。如 Kontinos结合二维边界单元法和高超声速计算流体力学( CFD) 算法的松耦合算法,分析了高超声速流与机翼前缘的耦合传热问题。Chen 和Zhang等交替进行稳态流场计算与固体烧蚀和瞬态导热的松耦合算法计算了带烧蚀的流固耦合传热问题。2100433B

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地热系统大型系统

已有的所有采暖通风空调系统都需要消耗大量的能源,甚至超过了房屋平均能源总需求的一半。而安装了地热系统后,能大大减少能源消耗,因为温度的起点改变了——原先要从0度加温到28度,只用从10度加热至28度了 。

"高效经济"、"节能节电"、"降低矿物燃料使用"、"省钱"……这些都是家用地热系统的最吸引人的标签。《大众机械师》10月刊中就为我们详细介绍了家用地热系统的工作原理、安装方法等指南。

"你不是在制造热能,而是转移热能。"美国罗拉多州地热安装人员吉-林奇的总结非常精辟。林奇所从事的地热安装主要是深入地壳就结霜线以下的位置——通常在10摄氏度左右,充分利用这里的热能来帮助家庭取暖和降温。

与太阳能、风能不同,地热能源的来源相对要稳定的多。Water Furnace设备制造商工程副总裁鲍勃-布朗称:"大地是不会消失的。无论是取暖还是降温,地热能源都能提供非常稳定的支持。我们要做的就是在地下埋塑料管,灌入液体,你瞧,整个系统就已经轻松搞定了。"

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地热系统系统误区

1.地热=温泉。温泉和其他形式的地下蒸气和家用地热不是一回事。温泉只是地热能量在一些特殊地理位置上表现形式,而家用地热系统几乎在任何地方都可以安装。

2.地热能发电。工业规模的地热发电厂可以利用地热能源发电,但是这和家用系统无关。家用系统主要的功能是代替燃料型取暖设备和空调制冷设备,起到安全、节能、节电的作用。

小结:

而且从两种地暖的后续支出来看,电地暖要远远小于水地暖。具体的需您具体考虑。

地暖扩展知识

地暖认知度已经越来越高

普及区域扩充

地暖一直都局限在三北和华北地区,然而中原、华东等地区冬季零度以下也要在一到两个月的时间。而随着人们生活水平的不断提高,对住所舒适度的要求也越来越高,加之越来越多国外移民定居中国,对传统的集中供热采暖区域限制提出挑战

在中国,冬季集中供热采。新型独立采暖方式因此迎来发展机遇。地暖以其较强的灵活性、适应性和先进性,恰好顺应市场发展之需求。

地面采暖舒适,节能效果明显,三北地区普及程度正在迅速提高,个别城市普及率可达70-80%,如河北秦皇岛、廊坊以及山东东营等。在个别地区,地暖已不再是新型取暖方式,而普遍成为建设单位的首选。随着市场需求进一步增加,地暖已由大中城市推广到地县级城市,在区域上有较大突破,如上海、无锡、南京、合肥、九江、遵义、贵阳等低纬度城市、地区迅速接受并采用地面辐射采暖。

认知度广为提高

即便是在普及度较高的东北地区,地暖在最初推广阶段也是极其困难的,居民的认知度、在采暖领域中的影响力均较低。地暖最初是以新兴技术姿态进入到采暖市场的,地暖的安装过程是隐蔽的,早期的地暖公司在推荐介绍、可行性分析、沟通设计、样板间演示、工程实施等等方面倾注了大量的心血。地暖工程伴随设计人员的推荐,建设单位的主动选型,工程实例的效应影响越来越来为社会认同。在推动地暖应用的过程中,地暖公司逐渐壮大,形成规模。2001年,东北市场只有专业的水暖市场,能零星见到一些地暖专用管材。到2005年,已至少有80%以上的城市居民了解了地暖,消费需求推动城市建筑,尤其是民用商住楼采用地暖采暖的比例迅速上升,2005年地暖采暖方式约占总市场份额的30%以上,这一比例还在继续增长。

发展空间

这种供暖方式早在30年代就被公认为是一种最舒适的供暖方式。在欧洲、北美、亚洲的许多国家早已应用,而且应用面积极广,1994年已占德国、日本、韩国采暖市场50%以上,但在我国,地板采暖的铺装面积不到10%,具有很大的发展空间。

国外使用

美国内地热产业增长近三成

据地热能源协会(GEA)发布的讲演,2009年美国地热发电行业继承强劲增长,至2010年4月美国地热发电出产和发展更新数据显示,在2009年中,美国开发中的新项目增长26%,有188个项目在15个州进行之中,可望产生高达7,875MW(兆瓦)新电力。

根据地热能源协会(GEA)的讲演,正在开发的项目待其完成之时将投资超过350亿美元。

地热发电成为应对全球变暖的枢纽能源,例如,加利福尼亚州用地热替换燃煤,以维持能源需求,可望达到其2020年应对全球变暖的减排目标。

根据地热能源协会的分析,内华达州继承引领开发中的项目,进行中的项目拥有超过3000MW。增长最快的地热发电州是美国犹他州,开发中项目将使地热发电翻三番,新墨西哥州将翻二番,爱达荷州将翻一番,俄勒冈州将增长50%。此外,路易斯安那州、密西西比州和得克萨斯州也首次有地热项目在开发中。

总之,这些项目直接、间接和诱发创造的就业机会,估计长期工作为29750人,建造和制造业为112,000人。一旦建成,这些项目投资将超过350亿美元。

来自太平洋到墨西哥湾15个州进行中的新的地热发电项目业已验明,这些州是:阿拉斯加州,亚利桑那州,加利福尼亚州,科罗拉多州,夏威夷州,爱达荷州,路易斯安那州,密西西比州,内华达州,新墨西哥州,俄勒冈州,得克萨斯州,犹他州,华盛顿州和怀俄明州。

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