地热计算器

GeothermalKits,一款极简操作的地热数值模拟软件

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地热计算器——“深层U型管换热”模块操作介绍

本模块由蔡皖龙,田小明,陈超凡开发。

使用说明

  1. 双击“地热计算器”图标,启动软件,如图所示:
    DBHE_1

  2. 点击“计算模块”-“深层 U 型管”-“新建项目”, 然后选择或者新建一个空的文件夹。该文件夹用于存放计算结果,建议用字母或数字命名文件夹,尽量避免中文字符和特殊符号。

  3. 输入参数
    DBHE_2
    可以点击“缺省值”查看数值输入格式和示例,用户也可以自行依次输入或者修改参数:垂直井深度,水平井长度,钻孔直径,地埋管内/外径(直径),地埋管热导率,平均延米取热量,岩石热导率,岩石比热容,岩石密度,回填材料热导率,地温梯度,循环流速,运行时间。此外,岩石热导率、岩石比热容、岩石密度,可自行输入,亦可通过选择岩性,由系统自动赋值。
    **注意:可以通过将鼠标悬停在对应的输入框上来查看相应的合理参数范围! **
    如图:
    DBHE_3

  4. 点击“计算并绘图”
    单击后,系统开始运行,运行时将实时显示控制台运行信息,如图所示:
    DBHE_4

  5. 运行结束后,软件会自动输出“出口温度 vs.时间图”,“循环温度分布图”和“剖面温度场图”,供用户参考:
    DBHE_5
    DBHE_6
    DBHE_7
    在选择查看“循环温度分布图”时,可以选择绘制指定时间下的曲线图,如上图。另外,以上三幅图片或者动图均可保存到本地。
    本模块由于计算量极大以及结果文件数据量庞大,在显示绘图过程中一般会出现较长的反应时间或者卡顿,这属于正常情况,此时无需任何额外操作,只需等待即可。如果有异常则会直接显示异常提示。

  6. 如果想查看之前计算过的结果,可以从菜单栏点击“计算模块”-“U 型井换”,将弹出文件夹选择对话框,选择之前计算的工程文件夹名,即可查看计算的结果:
    DBHE_8
    选择之前计算的工程文件夹,即可查看计算的结果。
    注意:本模块由于结果文件数据量庞大,在显示绘图过程中一般会出现较长的反应时间或者卡顿,这属于正常情况,此时无需任何额外操作,只需等待即可。如果有异常则会直接显示异常提示。

原理说明

略。详见软件使用手册。

参数说明

参数 单位 属性 默认值 默认值 默认值
垂直井深度 m 必须赋值:1000 米以上的整数,以 100 为单位 2000
水平井长度 m 必须赋值:200 米以上的整数,以 50 为单位 400
钻孔直径 m 必须赋值:大于 0 的数 0.25
地埋管内径(直径) m 必须赋值: 大于 0 的数 0.159
地埋管外径(直径) m 必须赋值: 大于 0 的数 0.178
地埋管热导率 W/(m·K) 必须赋值: 0.05-50 之间的数 2
平均延米取热量 W/m 必须赋值: 大于 0 的数 100
回填材料热导率 W/(m·K) 赋值: 0.5~3 1.2
岩石热导率 W/(m·K) 赋值: 1~5 或选择相应岩性(右侧依次砂岩、碳酸岩、花岗岩)的默认值 2.4(砂岩) 2.8(碳酸岩) 2.9(花岗岩)
岩石比热容 J/(kg·K) 赋值: 100~5000 或选择相应岩性(右侧依次砂岩、碳酸岩、花岗岩)的默认值 800(砂岩) 950(碳酸岩) 850(花岗岩)
岩石密度 kg/m3 赋值: 100~10000 或选择相应岩性(右侧依次砂岩、碳酸岩、花岗岩)的默认值 2000(砂岩) 2500(碳酸岩) 2600(花岗岩)
运行时间 必须赋值: 2-50 范围内的整数 2
地温梯度 ℃/km 必须赋值: 10-50 之间的数 30
循环流速 m3/s 必须赋值: 大于 0 的数 40
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