Undersökning av hetluftflöden i mineralpackade rör

Abstract

Denna studie var menad att undersöka möjligheten att förbättra lagring av värmeenergi i borrhål & sätt att lättare utvinna energi via naturgas, specifikt genom att fylla borrhålen med fasta materialkorn. Specifikt bestod studien av två undersökningar: en laboratorieundersökning om hur fyllnadsmaterialet, samt dess egenskaper, påverkar systemets värmebevaringsförmåga och värmeledning; samt en litteraturstudie om vilket material som skulle vara optimalt att fylla borrhålet med. Laboratoriestudien bestod av 6 experiment uppdelade i 5 experimentkategorier: experimentkategori 1 undersökte hur effektiviteten skulle påverkas med två permeabla öppningar på motsatta sidor; experimentkategori 2 undersökte effektiviteten vid endast en permeabel öppning och hur effektiviteten påverkades av skillnader i materialets kornstorlek; experimentkategori 3 undersökte vätskans färdlängds påverkan på effektiviteten,; experimentkategori 4 undersökte hur effektiviteten förändrades vid pumpning av vätskan direkt på fyllnadsmaterialet; experimentkategori 5 undersökte hur effektiviteten påverkas om fyllnadsmaterial saknas. Resultaten från laboratorieexperimenten visade att: stängda system, där endast en permeabel finns, är mindre effektiva värmebärare och ledare; fyllnadskorn av mindre kornstorlek skapar förhållanden som inledningsvis skapar bättre värmeledningsförmåga, men som småningom leder till ett mindre effektivt system; systemets effektivitet visades minska i korrelation med längre färdväg ner; system där vätskan pumpades ner direkt i fyllnadsmaterialet visades vara ojämförbart ineffektiva i jämförelse med andra system; systemet utan fyllnadsmaterial lider av värmeledningsstagnation och problem att bevara den energi som den upptagit. Resultaten från litteraturstudien demonstrerade att det totalt fanns 15 material från studien som bedömdes vara acceptabla för systemets ändamål, där kiselkarbid är materialet med bäst värmeledningsförmåga bland urvalet, medan grafit är det mest kostnadseffektiva materialet. Dessutom upptäcktes det att majoriteten av acceptabla material är bergarter och mineral, som i sin tur visades vara både kostnadseffektiva och ligga inom en låg prisklass i jämförelse med andra material.