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原文传递一种用于裂缝系统换热效率的测试系统及使用方法

专利名称：	一种用于裂缝系统换热效率的测试系统及使用方法
摘要：	本发明提供的一种用于裂缝系统换热效率的测试系统及方法，包括储水罐、缓冲室、注水泵、换热釜、抽水泵和废液筒，其中，储水罐内填充有冷水，储水罐的出水口连接缓冲室的入口，缓冲室的出口经过注水泵连接换热釜的入口，换热釜的出口经过抽水泵连接废液筒的入口，换热釜上开设有排气阀；换热釜内放置有若干个岩石岩样，形成不同的缝隙系统；缓冲室和岩石岩样上均设置有加热装置；克服了目前无法在实验室条件下便捷地测试不同裂缝系统换热效率的缺点，能够利用实验室手段，制作不同换热面积的裂缝系统模型，制作过程简单、易操作，可仿真模拟在一定裂缝密度和反应时间条件下的热交换过程。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
发明人：	赵文韬;荆铁亚;张健;张国祥
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910354993.5
公开号：	CN109991275A
代理机构：	西安通大专利代理有限责任公司
代理人：	徐文权
分类号：	G01N25/20(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	102209 北京市昌平区北七家镇未来科技城华能人才创新创业基地实验楼A楼
主权项：	1.一种用于裂缝系统换热效率的测试系统，其特征在于，包括储水罐(1)、缓冲室(5)、注水泵(11)、换热釜(15)、抽水泵(21)和废液筒(25)，其中，储水罐(1)内填充有冷水，储水罐(1)的出水口连接缓冲室(5)的入口，缓冲室(5)的出口经过注水泵(11)连接换热釜(15)的入口，换热釜(15)的出口经过抽水泵(21)连接废液筒(25)的入口，换热釜(15)上开设有排气阀；换热釜(15)内放置有若干个岩石岩样，形成不同的缝隙系统；缓冲室(5)和岩石岩样上均设置有加热装置。 2.根据权利要求1所述的一种用于裂缝系统换热效率的测试系统，其特征在于，缓冲室(5)内设置的加热装置包括第一加热器(6)。 3.根据权利要求1所述的一种用于裂缝系统换热效率的测试系统，其特征在于，岩石岩样上设置的加热装置包括第二加热器(18)。 4.根据权利要求1所述的一种用于裂缝系统换热效率的测试系统，其特征在于，缓冲室(5)内设置有第一测温计(7)。 5.根据权利要求1所述的一种用于裂缝系统换热效率的测试系统，其特征在于，换热釜(15)内设置有第二测温计(16)。 6.根据权利要求1所述的一种用于裂缝系统换热效率的测试系统，其特征在于，岩石岩样(17)上设置有第三测温计(19)。 7.一种用于裂缝系统换热效率的测试系统的使用方法，其特征在于，基于权利要求1至6中任一项所述的一种用于裂缝系统换热效率的测试系统，包括以下步骤：步骤1，根据模拟对象，设定换热模型的实验参数，所述实验参数包括换热釜(15)的注入水初始温度Tw0、岩石样品的初始温度Tr0、岩石样品的岩性、反应时间t和两个相邻的岩石样品之间的间距li，其中，岩石样品的厚度h与换热釜(15)等高；步骤2，根据步骤1设定的实验参数，选取岩石样品，并根据设定的岩石样品之间的间距，将选取的岩石样品放置在换热釜(15)内；步骤3，将储水罐(1)中的冷水注入缓冲室(5)并加热至预设的注入水初始温度Tw0；步骤4，将岩石样品(17)加热直至预设温度Tr0，打开排气阀，开启注水泵(11)，向换热釜(15)中迅速注满已预热的水，关闭排气阀；步骤5，待反应时间t后，测量岩石样品的温度和换热釜(15)中热水的温度，分别得到换热釜(15)中的热水终止温度Twi和岩石样品的终止温度Tri；步骤6，根据步骤5得到的换热釜(15)中的热水终止温度Twi和岩石样品的终止温度Tri计算第i个裂缝系统的裂缝密度、换热面积和换热效率。 8.根据权利要求7所述的一种用于裂缝系统换热效率的测试系统的使用方法，其特征在于，步骤6中，通过下式计算第i个裂缝系统的裂缝密度Di：通过下式计算第i个裂缝系统的换热面积Si： Si＝4·ni·li·h 式中，ni为第i个裂缝系统中岩石岩样的数量；通过下式计算第i个裂缝系统的换热效率εi：式中，Qi为实际换热量；Qimax为理论最大可换热量； Qi＝cw·mw·(Twi-Tw0) ＝cw·ρw·Vw·(Twi-Tw0) ＝cw·ρw·(Vtotal-Vr)·(Twi-Tw0) 式中，cw代表水的比热容，ρw代表水的密度，Vtotal代表换热釜(15)的总体积，Vr代表岩石岩样(17)的总体积；式中，cr代表岩石岩样的比热容，ρr代表岩石岩样的密度。 9.根据权利要求7所述的一种用于裂缝系统换热效率的测试系统的使用方法，其特征在于，储水罐(1)中注入的水的温度小于等于换热釜(15)的注入水初始温度Tw0；岩石岩样(17)的初始温度小于等于岩石样品的初始温度Tr0。
所属类别：	发明专利