流热耦合作用下组合岩体等效导热系数研究

针对存在裂隙和流体的组合岩体，采用理论分析、数值计算和实验研究相结合的方法，基于传热学和热动力学的基本原理，综合考虑不同性质岩石的传热和裂隙流体的对流换热，建立了流热耦合条件下组合岩体等效导热系数的计算模型；采用有限元数值模拟方法，随机模拟岩石的孔隙结构，建立了孔隙分别被空气和水充填时，岩石等效导热系数的统一经验方程；通过对裂隙流体与岩体对流换热系数的实验测试，给出了对流换热系数随与流速和温差的关系；综合分析了裂隙和流体对组合岩体导热性的作用，在低流速和小温差条件下，对流换热阻较小，裂隙宽度和流体导热性对岩体导热系数的影响较大；在高流速和大温差条件下，对流换热阻逐渐超过裂隙流体的热阻，组合岩体导热系数明显增大。