Резакова Т. А. Теплофізичні процеси при використанні газонасичених геотермальних вод в когенераційних технологіях

Запропоновано теплофізичну модель руху теплоносія в довгій вертикальній свердловині, оточеній гірським масивом, і рішення її рівнянь за допомогою прикладного програмного пакету Рhoenics. Проведено верифікацію моделі. Отримано інженерні номограми для визначення зміни температури теплоносія по глибині свердловини залежно від глибини свердловини, дебіту, температури шару, режиму експлуатації. Запропоновано теплофізичну модель, яка описує термогідродинамічні процеси в підземному водопроникненому колекторі при нагнітанні в нього холодного теплоносія і метод чисельного рішення рівнянь моделі за допомогою прикладного CFD пакету. Проведено верифікацію моделі. Отримані тривимірні поля температур і концентрацій закачуваної і природної рідини в системі проникний колектор - гірський масив. Виконано числові розрахунки і проведений аналіз зміни параметрів потоку фільтрації, кінетики охолодження проникненого колектора і оточуючого гірського масиву, динаміки розподілу закачуваного холодного теплоносія в колекторі на прикладі реальної діючої геотермальної циркуляційної системи. Проведено розрахунок і зроблено аналіз режиму експлуатації колектора з газонасиченоюводою. Визначено, що час електрогенерації майже в три рази менший, ніж теплової генерації. Отримано кількісні оцінки впливу режиму роботи ГЦС при сезонній експлуатації. Проведено аналіз експлуатації експериментального блоку геотермальної установки з роздільним отриманням теплової і електричної енергії на основі використання газонасиченого геотермального флюїду. Приведені значні резерви підвищення його енергетичної і економічної ефективності.