1.一种裂隙试样渗流传热过程中水岩界面对流换热系数测量方法，其特征在于，采用单裂隙试样渗流传热过程中水岩界面对流换热系数测算装置，所述单裂隙试样渗流传热过程中水岩界面对流换热系数测算装置包括液体恒压恒流高精度注入系统、冷驱热水流恒温控制系统、对流换热系数测试系统，所述液体恒压恒流高精度注入系统包括恒压恒流双缸泵(1)和连接在恒压恒流双缸泵(1)入口上的冷水容器(2)；

所述冷驱热水流恒温控制系统包括并排设在一恒温箱(8)中的第一双向活塞缸(61)和第二双向活塞缸(62)，所述第一双向活塞缸(61)的一端开口通过输水管线分别连接至一第一转换阀(V1)、一第二转换阀(V2)的一端，第二转换阀(V2)的另一端连通至大气，所述第二双向活塞缸(62)的一端开口通过输水管线分别连接至一第三转换阀(V3)、一第四转换阀(V4)的一端，第三转换阀(V3)的另一端连通至大气，第一转换阀(V1)的另一端、第四转换阀(V4)的另一端通过输水管线共同连接至恒压恒流双缸泵(1)的出口；所述第一双向活塞缸(61)的另一端开口通过输水管线分别连接至一第五转换阀(V5)、一第六转换阀(V6)的一端，第二双向活塞缸(62)的另一端开口通过输水管线分别连接至一第七转换阀(V7)、一第八转换阀(V8)的一端，第六转换阀(V6)、第七转换阀(V7)的另一端通过输水管线共同连接至一补液泵(4)的泵出口，补液泵(4)的泵入口与一高低温恒温水浴(3)连接；输水管线上设有安全阀(5)；上述各转换阀为开关或电磁阀门；

所述对流换热系数测试系统包括夹持器，所述夹持器包括套筒(9)，所述套筒(9)中与其同轴设有胶套(10)，套筒(9)内壁与胶套(10)外壁之间设有围压腔，且套筒(9)外设有围压加载装置；一入口假岩芯(12)和一入口堵头(11)依次从夹持器的入口侧塞入胶套(10)中，且夹持器的入口侧设有入口端盖(15)，一出口假岩芯(34)和一出口堵头(35)依次从夹持器的出口侧塞入胶套(10)中，所述入口假岩芯(12)和出口假岩芯(34)沿各自中轴线分别设有水流通道(40)，且入口假岩芯(12)和出口假岩芯(34)彼此相对的侧面上各自从中心沿径向发散设有多个渗流槽(37)；

所述入口堵头(11)中与其中轴线平行设有两条水流通孔，一条水流通孔通过管线Ⅰ(33)连通至第五转换阀(V5)、第八转换阀(V8)的另一端，管线Ⅰ(33)上设有阀门Ⅰ(33-1)和温度传感器(18)，另一条水流通孔通过管线Ⅱ(32)连通至外部，管线Ⅱ(32)上设有阀门Ⅱ(32-1)；

所述入口假岩芯(12)、出口假岩芯(34)、胶套(10)围成的空腔中设有单裂隙试样(13)，单裂隙试样(13)中沿其长度方向间隔分布设有多个测试孔组，所述测试孔组包括一从单裂隙试样(13)外壁沿其径向通至裂隙面(13-3)的通孔(13-1)和一从单裂隙试样(13)外壁向内开设的沉孔(13-2)，所述沉孔(13-2)的底部靠近裂隙面(13-3)；所述入口假岩芯(12)和出口假岩芯(34)中各自以水流通道(40)为起点沿径向延伸设有检测通道(50)，所述各检测通道(50)、通孔(13-1)和沉孔(13-2)中皆设有测温线(21)，所述测温线(21)皆通过出口堵头(35)中设置的布线槽(17)引出夹持器，所述出口堵头(35)中心沿其轴向设有水流引出孔(35-1)，水流引出孔(35-1)露出出口堵头(35)的一端通过出水管连接至一出水流量计(60)，所述出水管上设有三通阀(31)和背压阀(19)，三通阀(31)上连接有压力传感器Ⅰ(30)，管线Ⅰ(33)上设有压力传感器Ⅱ(22)，通过夹持器两端的压力传感器测得渗流过程中夹持器两端的压力梯度；

所述套筒(9)外部设有隙宽测量装置(14)，所述隙宽测量装置(14)的探头(14-1)垂直于裂隙面(13-3)穿过套筒(9)和胶套(10)并顶住单裂隙试样(13)的外壁，所述温度传感器(18)、测温线(21)引出夹持器的端部、隙宽测量装置(14)、出水流量计(60)、各压力传感器共同连接至一数据采集器(70)上；

所述围压加载装置包括环压泵(23)和加热套(25)，所述环压泵(23)的出口通过加压管路连接至套筒(9)上设置的进油孔(9-1)，套筒(9)上的出油孔(9-2)通过卸压管路连接至大气中，且加压管路上设有开关(26)，卸压管路上设有排气阀(28)；所述加热套(25)套在套筒(9)上；

还包括一循环泵(24)，循环泵(24)的一端通过循环阀Ⅰ(27)连接至加压管路上，所述卸压管路在出油孔(9-2)和排气阀(28)之间设有循环阀Ⅱ(29)，循环泵(24)的另一端连接至排气阀(28)与循环阀Ⅱ(29)之间的卸压管路段；

所述裂隙试样渗流传热过程中水岩界面对流换热系数测量方法包括如下步骤：

步骤一：用砂线切割机切割为具有某一粗糙特征的单裂隙试样(13)，并用0.8mm钻头从单裂隙试样(13)表面向内间隔钻设多个通孔(13-1)和沉孔(13-2)，沉孔(13-2)的底部靠近裂隙面(13-3)，孔径1mm，将测温线(21)分别置入通孔(13-1)、沉孔(13-2)和检测通道(50)中，再将单裂隙试样(13)装入夹持器中，并使隙宽测量装置(14)的探头(14-1)垂直于裂隙面(13-3)，测温线(21)皆通过出口堵头(35)中设置的布线槽(17)引出夹持器并连接至数据采集器(70)；

步骤二：打开开关(26)、排气阀(28)、循环阀Ⅱ(29)，关闭循环阀Ⅰ(27)，再驱动环压泵(23)排出围压腔中的空气，关闭排气阀(28)，向围压腔内加入压力油施加围压σ3并测出该围压下裂隙的变形为Δb，则在围压σ3条件下的裂隙隙宽为b0-Δb，其中b0为裂隙初始隙宽；关闭开关(26)稳压后用加热套(25)加热夹持器至目标温度T0，打开循环阀Ⅰ(27)，循环泵(24)进行工作，将围压腔中的压力油抽出进行循环保持均温，温度稳定后，在热量传递作用下单裂隙试样(13)外表面温度、围压腔中的压力油温度均与夹持器表面温度一致，均为T0；

步骤三：开启液体恒压恒流高精度注入系统和冷驱热水流恒温控制系统，向管线I(33)中注入流量Q、温度为Tin1的水流，此时夹持器入口水温即为Tin1；关闭夹持器出水管上的三通阀(31)，打开阀门II(32-1)，此时水流经管线I(33)进入入口堵头(11)并经入口假岩芯(12)的水流通道(40)进入裂隙面(13-3)，由于三通阀(31)被关闭，水流会从入口堵头(11)的另一条水流通孔流出、经管线II(32)排出夹持器，入口假岩芯(12)的检测通道(50)中的测温线(21)测得的温度即为裂隙入口水温Tin2，温度传感器(18)监测到的温度为夹持器入口水温Tin1，对夹持器入口水温Tin1和裂隙入口水温Tin2在不同的流量Q、单裂隙试样(13)外表面温度T0条件下的关系进行标定，得出Tin2与Tin1的关系，据此保证Tin2与设计值一致；

步骤四：需要研究在某一裂隙入口水温Tin2、裂隙隙宽为b0-Δb、单裂隙试样外表面温度T0、流量Q下的传热情况时，先依据上述步骤三的Tin2与Tin1的关系得到该工况下的Tin1值，控制高低温恒温水浴(3)将水流温度恒温至Tin1，并控制液体恒压恒流高精度注入系统注入流量为Q的水，水流从管线II(32)流出，当温度传感器(18)检测温度达到Tin1时，打开三通阀(31)、关闭阀门II(32-1)，此时水流从夹持器中的单裂隙试样(13)中经过，待流量稳定后，利用出口假岩芯(34)的检测通道(50)中的测温线(21)测得裂隙出口水温Tout，利用各通孔(13-1)中的测温线(21)测得裂隙内沿程水温Tf、利用各沉孔(13-2)中的测温线(21)测得裂隙内表面温度Ti；

步骤五：根据得到的数据推导计算得到对流换热系数h，计算过程如下：水岩达到稳态后，岩石内部热传导、水岩交换的热量、水带走的热量三者相等，其中，水带走的热量为：Q1＝cpqvpw(Tout-Tin2)

其中，Q1——水带走的热量，J/s；cp——水的定压比热，J/(kg·K)；qv——水的流量，m3/s；ρw——水的密度，kg/m3；qv为流体的体积流量，qv＝v*b*2R，v为水的速度，b为隙宽，R为圆柱形的单裂隙试样(13)的半径；

水岩交换的热量为：

其中， ——岩石整个内表面的平均温度； 为水流沿整个面的平均温度；h——对流换热系数，W/m2·K；A——水岩接触面积，在试验中为2wL，w为裂隙宽，在试验中为2R，L为单裂隙试样(13)的长度；

上述两个热量相等，则：

①当流体流量在5ml/min以下时，单裂隙试样(13)的圆柱径向温度呈线性分布，此时岩石内表面的平均温度 为：

上式中， 为装置测出的多个裂隙内表面温度T1的平均值，T0为岩石外表面温度，此时水流的平均温度 为：

T1为装置根据测出的多个裂隙内沿程水温Tf为基础得到拟合曲线，拟合公式形式如下：

T1＝T0+(Tin2-T0)exp(-B)

式中，B为拟合曲线的系数；

则水流的平均温度 为：

上式中， 为裂隙内沿程水温的平均值；

则，此种工况下对流换热系数h的计算公式为：

②当流体流量在5ml/min以上时，单裂隙试样(13)的圆柱径向温度呈二次函数分布，此时，此时岩石内表面的平均温度 为：

上式中，为装置测出的多个裂隙内表面温度Ti的平均值，T0为岩石外表面温度，在这种较高流速下，水流的平均温度 为：

则，此种工况下对流换热系数h的计算公式为：

2.根据权利要求1所述的裂隙试样渗流传热过程中水岩界面对流换热系数测量方法，其特征在于，

所述步骤三中，开启液体恒压恒流高精度注入系统和冷驱热水流恒温控制系统向管线Ⅰ(33)中注入流量Q、温度为Tin1的水流的具体过程为：①冷驱热水流恒温控制系统的恒温箱(8)启动，将结构内整个环境温度加热至温度Tin1；

②高低温水浴预加热：由高低温恒温水浴(3)将水加热至设定温度Tin1；

③冲液阶段：控制器控制第六转换阀(V6)、第七转换阀(V7)、第二转换阀(V2)、第三转换阀(V3)打开，其余转换阀关闭，打开补液泵(4)将高低温恒温水浴(3)中的热水泵入第一双向活塞缸(61)和第二双向活塞缸(62)中，此时热水会推动活塞移动并进入第一双向活塞缸(61)和第二双向活塞缸(62)中，恒温箱(8)实时补偿此过程中的热损失，活塞的移动位置信号可由位移传感器(7)采集到并传输至控制器，控制器根据位置信号判断冲液完成时，关闭第七转换阀(V7)、第三转换阀(V3)；

④启动恒压恒流双缸泵(1)，将冷水容器(2)中的水以恒定的流量Q通过输水管线注入冷驱热水流恒温控制系统；

⑤控制打开第四转换阀(V4)、第八转换阀(V8)，此时恒压恒流双缸泵(1)注入冷水反向推动第二双向活塞缸(62)中的活塞、将其中的热水注入到夹持器中，此时第一双向活塞缸(61)处于等待状态；

⑥控制器根据第二双向活塞缸(62)的位移传感器(7)检测的位移信号判断第二双向活塞缸(62)注液完成后，关闭第四转换阀(V4)、第八转换阀(V8)、第二转换阀(V2)、第六转换阀(V6)，打开第三转换阀(V3)、第七转换阀(V7)、第一转换阀(V1)、第五转换阀(V5)，此时热水会推动活塞移动并进入第二双向活塞缸(62)中，为第二双向活塞缸(62)补液；与此同时恒压恒流双缸泵(1)驱动冷水将第一双向活塞缸(61)中的热水继续注入夹持器中，控制补液速度大于注液速度，即第二双向活塞缸(62)的补液过程先于第一双向活塞缸(61)注液过程完成；

⑦第二双向活塞缸(62)补液完成立即处于待命状态，第一双向活塞缸(61)注液完成后再利用第二双向活塞缸(62)注液，如此交替注入保证稳定的恒流注入。