核心问题
该科研成果主要解决的是裂隙岩体渗流换热及污染物运移机理研究中的实验模拟与数据获取难题,特别是在废弃矿井开发利用、裂隙岩体热导率精准测量以及反季节循环储能系统的设计与优化方面。通过可视化教学系统和实验装置,提高了裂隙岩体渗流换热及污染物运移研究的实验精度和效率。
解决方案
该成果通过以下技术方案解决上述问题:
- 裂隙岩体渗流换热可视化教学系统:利用封水囊和可变性的封水件,实现对裂隙岩体的周向包裹,通过激光组件和CCD相机捕捉示踪粒子,实现流体流动的可视化。
- 裂隙岩体渗流传热装置及系统:通过第一封水机构和第二封水机构,提高封水效果,避免实验过程中漏水,确保进出口水温和流量数据的准确性。
- 岩体热导率测试设备及测试系统:采用分区容置和温度加载件,实现对裂隙岩体热导率的精准测量,解决了传统测试设备测量精度低的问题。
- 多源耦合的废弃矿井反季节循环储能系统:利用矿井塌陷区进行光热、光电及风电转换,结合矿井地下空间热能,实现反季节储能和清洁能源的利用。
竞争优势
- 效益显著:提高了裂隙岩体渗流换热及污染物运移研究的实验精度,为废弃矿井的开发利用提供了科学依据和技术支持。
- 技术创新:通过可视化教学系统和实验装置的创新设计,填补了行业内对裂隙岩体有效热导率进行精准测量的空白。
- 应用广泛:多源耦合的废弃矿井反季节循环储能系统具有供电、供热及储能功能,可广泛应用于清洁能源利用和节能减排领域。