Numerical and experimental study of transient conjugate heat transfer in helical closed‐loop geothermal heat exchangers for application of thermal energy storage in backfilled mine stopes
Notice bibliographique
Résumé
The geothermal potential available from deep underground mines has yet to be utilized. However, stope-coupled heat exchangers (SCHE) are aiming to take advantage of the unused low-grade geothermal energy. Backfilled stopes provide a unique opportunity to install nonlinear heat exchangers, as the geometry is not limited to the shape of a borehole. Helical pipes deliver superior fluid mixing and heat exchange compared to straight pipes, due to the effect of the secondary flow within the helical pipe. The helical closed-loop geothermal heat exchanger enables the backfilled stopes of the mine to be repurposed as thermal energy storage units. This article delves into the experimental results from a unique state-of-the-art laboratory scale helical closed-loop heat exchanger with varying thermophysical parameters. Additionally, a novel conjugate numerical model is developed and its results are validated against the base case of the experimental studies. Additionally, the numerical model is validated in a spatial-temporal sense with thermocouple data from the experimental rig. The numerical model is also applied to a helical SCHE situated within a backfilled stope for the first time. The results of the numerical model suggest that the pumping rate through the SCHE has a significant effect on the heat exchange rate and the overall energy transfer between the SCHE and the backfill. Additionally, the temperature contours from the numerical model suggest that a decreased pitch/helical diameter will increase the storage capacity of the helical SCHE. Overall, an average of 2.5 MW can be stored over the first 4 days of geothermal charging with the investigated full-scale SCHE, boasting a pseudo-steady-state storage rate of 1.7 MW.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».