地下水在含水层中的换热

 抽水和回灌水温度的不同, 引起地下水和含水层固体骨架温度的变化.地下水与地下水、地下水与固体骨架、固体骨架与固体骨架、含水层与相邻的顶、底板岩土层之间发生着复杂的传热作用, 这些作用包括:

 

  1)强迫对流换热.温度不同的地下水的运动引起强迫对流换热.

 

  2)热传导.注入的冷(热)水在运动过程中不断

 

  地与周围固体骨架和顶底板发生导热交换, 固体骨架与固体骨架之间、固体骨架与顶、底板岩土层之间由于温度的差异, 也发生导热交换.热传导是由分子导热即分子热运动引起的能量输运.

 

  3)热弥散.含水层属于多孔介质.由于多孔介质孔隙内速度脉动, 引起热量的平均化, 从而导致换热的增强.弥散现象的存在, 使多孔介质中的传热和流动表现出很多独有的复杂特点, 并对流体的流动和传热产生重要影响, 即出现弥散效应.它不仅使粘性耗散增强, 特别是当流速较高时, 流动阻力很大, 也使得多孔介质中的传热得到明显强化, 后者称为热弥散[ 2] .由热弥散传递的热量可能很大, 尤其在近井附近[ 3] .弥散效应与流体在孔隙通道内的流速、固体骨架和流体的物性以及多孔通道的结构等因素有关.

 

  4)自然对流.地下水由于温度的不同产生密度的差异, 引起浮升力, 从而产生附加流速影响换热.