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在地热利用过程中,回灌引起的微小颗粒迁移和沉积会引起通道的堵塞,造成回灌的困难,降低流体从地下的取热能力。针对回灌引起的通道堵塞问题,本文对携带微小颗粒流体在裂隙通道内的流动过程中,微小颗粒在通道内的运移以及沉积特性进行了模拟研究。本文研究对揭示通道的堵塞机理,防止地热流体渗流通道的堵塞,提高换热介质从地下取热的能力具有重要意义。本文将地热储层的裂隙结构简化为二维裂隙通道,采用离散相模型(DPM),对单颗粒在裂隙通道中的运移轨迹和沉积位置进行了模拟计算,分析了微小颗粒在通道中的运动和沉积特性,包括颗粒的运移沉积、沉降在壁面后的水平迁移以及沉降在壁面处发生弹跳运动等。首先,研究了流体流速、流体粘度以及颗粒与流体的密度比对颗粒的运移距离、沉降时间和沉降位置的影响。结果表明:在颗粒质量和流体流速均较小的情况下,当颗粒沉降到通道底部时即在壁面发生沉积。随着流体流速和粘度的增大,颗粒发生沉积的位置距通道入口的水平距离增大;随着颗粒与流体密度比的增大,颗粒沉积点的位置距入口越近。随后对影响颗粒沉积位置的主要参数,包括流体流速、流体物性参数、颗粒的质量和颗粒的释放位置,利用π定理进行量纲分析,得到三个无量纲准则数X、H、Lu的表达式。通过对模拟计算数据的多元函数拟合,得到了确定颗粒沉积位置的准则关系式:X(28)0.016?H2.89Lu-0.425。最后,研究了微小颗粒沉降后的平移及沉降后的弹跳运动。当颗粒的质量和流速较大时,颗粒沉降至壁面后会沿壁面流体流动方向继续发生平移运动,这主要是与颗粒所受到的流体曳力大小以及颗粒到达沉降点处的速度有关。当颗粒的质量和流体的流速继续增大时,颗粒在沉降至壁面后发生弹跳运动,再次沉降到壁面后沿壁面发生平移,这主要受壁面处Saffman升力和颗粒所受到的流体曳力大小有关。在单颗粒运移和沉积特性研究的基础上,对流体中携带多个颗粒时,多颗粒的沉积行为进行了模拟计算。结果表明随着流体流速的减小,流体粘度的减小以及颗粒与流体密度比的增大,沉积颗粒在壁面的分布越集中。当颗粒质量和流体流速较大时,多个颗粒沉降到壁面时会发生堆积。