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礦山蓄熱\儲能功能性充填理論與技術研究(精)/礦山功能性充填理論與技術叢書

  • 作者：劉浪//張小艷//趙玉嬌//張波//郇超|責編:馮曉利
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030814951
  • 出版日期：2026/03/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：421
人民幣：RMB 350 元      售價：元
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內容大鋼
    本書以實現深部礦產與地熱資源協同開採為著眼點，提出相變蓄熱充填的理念，製備相變蓄熱充填材料，並對充填體、圍岩、采場、載熱介質之間的熱傳遞行為進行研究。主要包括基於礦山固廢基質的相變蓄熱充填材料製備及其性能、多因素影響下充填體相變行為及其蓄熱/釋熱性能、充填體熱行為耦合作用下載熱介質的熱運移效應等關鍵研究成果。本書提出的礦山蓄熱/儲能功能性充填的學術構想以及「相變蓄熱充填－地熱資源開採－采場協同降溫」體系中所涉及的工程熱物理問題的研究成果，對實現深部礦產與地熱資源協同開採、礦井熱害防治以及礦山綠色可持續發展等均具有重要的理論意義與工程應用價值。
    本書可供從事礦山充填開採、礦井熱害防治、深部礦山地熱資源開發以及礦產與地熱資源協同開採等相關方向的科研人員、技術人員和高等院校師生參考。
作者介紹
劉浪//張小艷//趙玉嬌//張波//郇超|責編:馮曉利
目錄
前言
第1章  緒論
  1.1  研究背景、思路及意義
    1.1.1  研究背景
    1.1.2  研究思路及意義
  1.2  礦山充填採礦技術及其研究進展
    1.2.1  礦山充填採礦技術及其發展
    1.2.2  礦山固廢基充填材料及其發展
  1.3  礦山地熱能開發及其研究進展
    1.3.1  礦山地熱資源開發與利用
    1.3.2  礦產-地熱資源協同開採及降溫研究與發展
  1.4  複合相變蓄熱材料及其研究進展
    1.4.1  複合相變蓄熱材料性能研究
    1.4.2  複合相變蓄熱材料的蓄熱/釋熱行為研究
  1.5  地下換熱單元及其換熱性能研究
    1.5.1  地下換熱單元性能及其研究進展
    1.5.2  相變材料回填的地下換熱單元性能及其研究進展
  1.6  本章小結
第2章  蓄熱/儲能功能性充填技術與理論體系
  2.1  蓄熱/儲能功能性充填理念與內涵
    2.1.1  充填理念的提出
    2.1.2  充填理念的內涵
  2.2  蓄熱/儲能功能性充填方法與實施方案
    2.2.1  充填方法的提出
    2.2.2  充填方法實施總體方案
  2.3  蓄熱/儲能功能性充填技術體系
    2.3.1  技術體系的構建
    2.3.2  相變蓄熱充填材料的製備及性能
    2.3.3  充填體蓄熱/釋熱及其耦合熱運移行為
  2.4  充填技術的理論基礎
    2.4.1  充填料漿流動理論
    2.4.2  充填體力學基礎理論
  2.5  充填體傳熱基本理論
    2.5.1  充填體蓄熱理論
    2.5.2  充填體釋熱理論
    2.5.3  充填體蓄熱/釋熱性能的評價
  2.6  本章小結
第3章  添加石蠟微膠囊的蓄熱充填材料製備及其性能
  3.1  充填料漿流變性能測試與分析
    3.1.1  充填料漿的流變模型
    3.1.2  充填料漿的流變曲線
    3.1.3  充填料漿的觸變性
    3.1.4  恆定剪切速率下充填料漿的剪切應力
    3.1.5  充填料漿流變性能的分析與討論
  3.2  充填體試件的製備與性能測試
    3.2.1  充填體試件的力學性能與微觀形貌測試
    3.2.2  充填體試件的熱學性能測試
    3.2.3  正交試驗設計原理
  3.3  充填體力學性能測試結果與分析
    3.3.1  充填體試件的應力-應變過程

    3.3.2  充填體試件的抗壓強度分析
    3.3.3  充填體試件的微觀形貌與力學響應分析
    3.3.4  正交試驗確定最優配比
  3.4  充填體熱學性能測試結果與分析
    3.4.1  充填體密度影響因素分析
    3.4.2  充填體導熱係數影響因素分析
    3.4.3  充填體比熱容影響因素分析
    3.4.4  充填體熱變化焓影響因素分析
    3.4.5  充填體熱重影響因素分析
    3.4.6  正交試驗確定最優配比
  3.5  本章小結
第4章  添加石蠟/膨脹石墨的蓄熱充填材料製備及其性能
  4.1  定形相變材料製備及性能測試
    4.1.1  實驗材料及設備
    4.1.2  PA/EG-SSPCM的製備
    4.1.3  PA/EG-SSPCM的物性測試
  4.2  定形相變材料測試結果與分析
    4.2.1  PA/EG-SSPCM相容性結果分析
    4.2.2  相變溫度和相變潛熱值結果分析
    4.2.3  比熱容結果分析
    4.2.4  PA/EG-SSPCM熱循環穩定性結果分析
  4.3  相變蓄熱充填材料的製備及性能測試
    4.3.1  實驗材料選用
    4.3.2  充填材料的製備與性能測試方法
  4.4  相變蓄熱充填料漿的流變性能
    4.4.1  充填料漿的流變曲線及本構方程
    4.4.2  充填料漿屈服應力影響因素分析
    4.4.3  充填料漿塑性黏度影響因素分析
    4.4.4  充填料漿觸變性影響因素分析
  4.5  相變蓄熱充填體力學性能測試與分析
    4.5.1  充填體微觀形貌分析
    4.5.2  充填體單軸抗壓強度影響因素分析
    4.5.3  充填體密度影響因素分析
  4.6  相變蓄熱充填體熱學性能測試與分析
    4.6.1  充填體比熱容影響因素分析
    4.6.2  充填體導熱係數影響因素分析
  4.7  本章小結
第5章  充填體蓄熱性能的影響因素與分析
  5.1  充填體蓄熱模型及參數設定
    5.1.1  充填體蓄熱模型的建立
    5.1.2  網格劃分與求解設置
    5.1.3  數值模擬的參數設置
    5.1.4  數值模擬方法的實驗驗證
  5.2  充填體物性參數對蓄熱性能的影響分析
    5.2.1  充填體蓄熱性能隨蓄熱時間的變化
    5.2.2  導熱係數對充填體蓄熱性能的影響
    5.2.3  比熱容對充填體蓄熱性能的影響
  5.3  熱環境對充填體蓄熱性能的影響分析
    5.3.1  圍岩溫度對充填體蓄熱性能的影響
    5.3.2  充填體初始溫度對其蓄熱性能的影響

    5.3.3  風流溫度對充填體蓄熱性能的影響
    5.3.4  風流速度對充填體蓄熱性能的影響
  5.4  充填體蓄熱性能的綜合分析
    5.4.1  各種因素影響下充填體內部測點溫度變化
    5.4.2  充填體測點溫度影響因素的綜合分析
    5.4.3  各種因素影響下充填體的蓄熱性能變化
    5.4.4  充填體蓄熱性能影響因素的綜合分析
  5.5  本章小結
第6章  充填體釋熱性能的影響因素與分析
  6.1  充填體釋熱模型及參數設定
    6.1.1  物理模型與數學模型
    6.1.2  模擬條件設置與模擬結果計算
  6.2  換熱流體及充填體熱物性對釋熱性能的影響
    6.2.1  充填體釋熱性能的時變特性
    6.2.2  換熱流體參數對釋熱性能的影響
    6.2.3  充填體熱物性對釋熱性能的影響
    6.2.4  各因素對充填體釋熱性能影響的綜合分析
  6.3  管間距對充填體內置換熱器性能的影響分析
  6.4  本章小結
第7章  傳統充填體及改性充填體的蓄熱/釋熱性能
  7.1  相似模型實驗台的建立
    7.1.1  相似理論
    7.1.2  相似準則數的推導
    7.1.3  相似模型的確定
    7.1.4  模型實驗裝置的搭建
  7.2  傳統充填體蓄熱/釋熱性能測試與分析
    7.2.1  蓄熱/釋熱過程中充填體溫度場的影響因素分析
    7.2.2  管路布置對充填體釋熱性能的影響
    7.2.3  換熱流體流速對充填體釋熱性能的影響
    7.2.4  圍岩溫度對充填體釋熱性能的影響
  7.3  充填材料配比優化及熱物性參數測試
    7.3.1  改性充填材料配比
    7.3.2  改性充填體力學性能的測試與分析
    7.3.3  改性充填材料的熱物性參數測試
    7.3.4  改性充填材料熱物性測試結果與分析
  7.4  改性充填體蓄熱/釋熱性能測試與分析
    7.4.1  圍岩溫度對充填體蓄熱/釋熱性能的影響
    7.4.2  充填體初始溫度對蓄熱/釋熱性能的影響
    7.4.3  換熱流體入口溫度對充填體蓄熱/釋熱性能的影響
    7.4.4  充填材料改性及充填體幾何參數對蓄熱/釋熱性能的影響
  7.5  本章小結
第8章  均勻混合石蠟充填體的蓄熱/釋熱性能
  8.1  充填體的蓄熱/釋熱模型
    8.1.1  物理模型及性能評估
    8.1.2  數學模型
    8.1.3  網格劃分與求解設置
    8.1.4  模擬方法的實驗驗證
  8.2  石蠟對充填體蓄熱/釋熱性能的影響
    8.2.1  充填體蓄熱/釋熱過程的溫度場分佈
    8.2.2  石蠟對充填體內部溫度場分佈的影響

    8.2.3  石蠟對充填體蓄熱/釋熱性能的影響
  8.3  不同熱環境對充填體蓄熱/釋熱性能的影響
    8.3.1  圍岩溫度對充填體蓄熱/釋熱性能的影響
    8.3.2  初始溫度對充填體蓄熱/釋熱性能的影響
    8.3.3  換熱流體入口溫度對充填體釋熱性能影響
    8.3.4  換熱流體流速對充填體釋熱性能影響
  8.4  充填體蓄熱/釋熱性能的綜合分析
    8.4.1  不同影響因素下充填體蓄熱/釋熱量的綜合分析
    8.4.2  不同影響因素下充填體傳熱速率的綜合分析
  8.5  本章小結
第9章  內置套管換熱器封裝石蠟的充填體蓄熱性能
  9.1  充填體蓄熱過程的傳熱分析
  9.2  充填體多區域耦合傳熱模型
    9.2.1  幾何模型與網格劃分
    9.2.2  邊界條件與求解設置
    9.2.3  模擬方法的實驗驗證
  9.3  相變材料對充填體蓄熱性能的影響與分析
    9.3.1  含與不含相變材料的充填體蓄熱性能分析
    9.3.2  相變材料熔化過程中液相分數的分佈
  9.4  各影響因素下的充填體相變蓄熱性能分析
    9.4.1  圍岩溫度對充填體相變蓄熱性能的影響
    9.4.2  蓄熱初始溫度對充填體相變蓄熱性能的影響
    9.4.3  采場風流對充填體相變蓄熱性能的影響
    9.4.4  套管換熱器結構對充填體蓄熱性能的影響
    9.4.5  各影響因素下的相變充填體蓄熱性能綜合評估
  9.5  非採暖期內相變充填體的蓄熱性能與地熱潛力預測
    9.5.1  幾何參數及網格劃分
    9.5.2  非採暖期內的蓄熱性能
    9.5.3  相變充填體地熱潛力預測
  9.6  本章小結
第10章  內置套管換熱器封裝石蠟的充填體釋熱性能
  10.1  內置套管換熱器的充填體釋熱過程
    10.1.1  充填體釋熱過程的傳熱分析
    10.1.2  充填體釋熱過程的性能評價
  10.2  充填體的相變釋熱模型
    10.2.1  幾何模型與網格劃分
    10.2.2  參數及求解設置
    10.2.3  模擬方法的實驗驗證
  10.3  采熱環境對充填體釋熱性能的影響與分析
    10.3.1  釋熱過程中充填體溫度場變化
    10.3.2  初始溫度對充填體釋熱性能的影響
    10.3.3  換熱流體入口溫度對充填體釋熱性能的影響
    10.3.4  換熱流體流速對充填體釋熱性能的影響
  10.4  材料特性對充填體釋熱性能的影響與分析
    10.4.1  灰砂比對充填體釋熱性能的影響
    10.4.2  料漿濃度對充填體釋熱性能的影響
    10.4.3  相變材料對充填體釋熱性能的影響
  10.5  管排方式對換熱管路熱壓性能的影響與分析
    10.5.1  換熱流體溫度、速度及壓力分佈變化
    10.5.2  管間距對充填體內置換熱管路熱壓性能的影響

    10.5.3  管徑對充填體內置換熱管路熱壓性能的影響
  10.6  本章小結
第11章  跨季節儲熱中充填體的蓄熱/釋熱性能
  11.1  充填體跨季節儲熱的傳熱理論
    11.1.1  充填體傳熱分析
    11.1.2  充填體的比熱容與液相分數
    11.1.3  充填體換熱性能的評價
  11.2  充填體蓄熱/釋熱實驗
    11.2.1  實驗系統組成
    11.2.2  實驗過程
    11.2.3  實驗誤差分析
  11.3  充填體蓄熱/釋熱實驗結果與分析
    11.3.1  充填體的測點溫度變化
    11.3.2  換熱流體流速對換熱性能的影響
    11.3.3  初始溫度對換熱性能的影響
    11.3.4  蓄熱/釋熱溫度對換熱性能的影響
    11.3.5  蓄熱/釋熱時間比對換熱性能的影響
    11.3.6  各因素影響下蓄熱/釋熱性能的綜合分析
  11.4  充填體跨季節儲熱的換熱模型
    11.4.1  物理模型
    11.4.2  數學模型
    11.4.3  網格劃分與求解設置
    11.4.4  模擬方法的實驗驗證
  11.5  充填體跨季節儲熱的模擬結果與分析
    11.5.1  跨季節儲熱中充填體的溫度場變化
    11.5.2  保溫材料厚度對充填體換熱性能的影響
    11.5.3  初始溫度對充填體換熱性能的影響
    11.5.4  相變材料比例對充填體換熱性能的影響
    11.5.5  各影響因素下充填體蓄熱/釋熱性能綜合分析
  11.6  本章小結
第12章  裂隙對充填體蓄熱/釋熱性能的影響
  12.1  實驗系統與實驗方法
    12.1.1  試樣製備流程
    12.1.2  實驗系統
    12.1.3  實驗方法
  12.2  數值模型與模擬方法
    12.2.1  控制方程
    12.2.2  模擬方法的驗證
    12.2.3  充填體內置換熱單元換熱過程的數值模擬
  12.3  單裂隙對充填體蓄熱/釋熱性能的影響與分析
    12.3.1  充填體內置換熱單元的性能評價
    12.3.2  裂隙位置對充填體蓄熱/釋熱性能的影響
    12.3.3  裂隙寬度對充填體蓄熱/釋熱性能的影響
    12.3.4  裂隙深度對充填體蓄熱/釋熱性能的影響
  12.4  多裂隙耦合作用的影響分析與討論
  12.5  本章小結
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