Skip to main content
SUPERVISOR
AliAkbar AlemRajabi,Mohsen Nasresfahany
علی اکبر عالم رجبی (استاد راهنما) محسن نصراصفهانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Narges Torabi Ghahfarokhi
نرگس ترابی قهفرخی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Application of Aquifers as a Thermal Energy Storage Medium
The gap between production and consumption of energy is growing and non-renewable fossil fuels are discharging and its pollution is growing rapidly. Therefore natural resources are researched. Efficient utilization of these resources can only be done through thermal energy storage system. The most economic system of UTES is storage in aquifers. In this system two wells are drilled in to permeable under ground water and injection and withdrawal of cold and hot water is performed through these wells. The system which is studied here is composed of a single well of radius R. Water is injected in to the aquifer at a constant rate Q at temperature that is warmer than the natural temperature of the aquifer, . The continuity and heat transfer equations are developed in cylindrical coordinate using symmetric formulation. The porous medium is assumed to be homogeneous. The longitudinal and transversal thermal dispersion influence on the effective thermal conductivity. Free convection phenomenon is disregarded and none of the physical properties are dependent on temperature. The target is to achieve the temperature distribution. The ratio of the extracted enthalpy to the stored enthalpy is defined as the system thermal efficiency. It is observed that temperature of injection of water does not influence the thermal efficiency but increasing the flow rate and porosity factor and decreasing the thermal dispersion, increase the thermal efficiency. In periodic injection thermal efficiency is higher than continuous injection and then storage in aquifer.
: شکاف روز افزون بـین عرضه و تقاضای انرژی و تخلیه سریع منابع برگشت‌ناپذیر سوختهای فسیلی و آثار مخرب زیست محیطی آنها عاملی برای توسعه منابع انرژی مکمل و جدید شده است. استفاده بهینه از این انرژیها مستلزم ذخیره آنهاست ویکی از بهترین راههای ذخیره انرژی حرارتی ذخیره آن در زیرزمین است. یکی از پرکاربردترین و اقتصادی‌ترین روشهای ذخیره انرژی حرارتی در زیرزمین، ذخیره در اکیفرها می‌باشد. در این سیستم دو چاه جذبی در سفره آب زیرزمینی نفوذپذیر حفر می‌شوند و برداشت و تزریق آب سرد و گرم از طریق این دو چاه انجام می‌شود. برای مدلسازی یک سیستم ساده ATES ، اکیفری به ارتفاع h و دمای اولیه را در نظر گرفته که درون آن یک چاه جذبی حفر شده و آب با دمای درون آن تزریق می‌شود. دو لایه نفوذ ناپذیر در بالا و پایین، اکیفر را محدود کرده‌اند. معادلات پیوستگی و انرژی در مختصات استوانه‌ای را با استفاده از تقارن محوری در دو راستای شعاعی و عمودی نوشته و ضریب هدایت حرارتی اکیفر و ظرفیت حرارتی حجمی آن را تابعی از میزان تخلخل و مقادیر مربوط به آب و فاز جامد در نظر می‌گیریم. تاثیر دیسپرشن حرارتی در جهت شعاعی و عمودی روی ضریب هدایت حرارتی لحاظ می‌شود. محیط متخلخل همگن و ایزوتروپیک و جریان آرام فرض می‌شود و از اثر جابه‌جایی طبیعی و وابستگی دمایی پارامترهای ترموفیزیکی صرف‌نظر می‌شود. هدف به دست آوردن توزیع دمایی اکیفر برای اهداف فصلی می‌باشد. با حل عددی معادله حرارت برای دبی‌ها و دماهای تزریق متفاوت، نسبت آنتالپی ورودی به آنتالپی خروجی به عنوان راندمان حرارتی سیستم محاسبه گردیده و در نهایت با به دست آوردن توزیع دمایی مشاهده می‌شود که دمای تزریق شده تاثیر چندانی بر راندمان حرارتی سیستم ندارد. همچنین با افزایش دبی و با کاهش اثر دیسپرشن حرارتی، راندمان حرارتی سیستم افزایش می‌یابد و برای تزریقهای دوره‌ای راندمان بالاتر از تزریق به صورت متمادی و سپس ذخیره آن در اکیفر است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی