Полное предотвращение промерзания грунта при использовании теплоизоляционных покрытий
Полное предотвращение промерзания грунта при использовании теплоизоляционных покрытий - раздел Производство, ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ И ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Рассмотрим Случай, Когда Теплоизоляционное Покрытие Обеспечи...
Рассмотрим случай, когда теплоизоляционное покрытие обеспечивает полное предотвращение промерзания грунта.
Для определения толщины теплоизоляционного покрытия (d) и его свойств, необходимых для полного предотвращения промерзания грунта, рассмотрим модель, изображенную на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Тепловая модель «промерзший грунт — талый фунт»
Дифференциальные уравнения теплопроводности при установившемся режиме для теплоизоляционного покрытия и непромерзшего грунта соответственно имеют вид
(2.41)
Граничные условия задачи запишем в виде
(2.42)
Общие решения дифференциальных уравнений (2.41) будем искать в виде:
(2.43)
(2.44)
Подставляя решения (2.43) и (2.44) в граничные условия (2.42), получим систему уравнений для определения постоянных коэффициентов А1, A2, В1 и В3.
(2.45)
Из решения системы (2.45) получим
откуда
(2.46)
Решая совместно систему (2.46), получим
откуда
(2.47)
Подставляя значения A1 и В1 из (2.45) и (2.47) в (2.43) получим уравнение для оценки поля температур в теплоизоляционном покрытии
(2.48)
Если толщина и свойства теплоизоляционного покрытия обеспечивают полное предотвращение промерзания грунта, то согласно (2.48) при х = d получим
откуда условие полного предотвращения промерзания грунта примет вид:
(2.49)
Обозначив
из (2.49) получим условие полного предотвращения промерзания грунта в безразмерном виде:
или (2.50)
Условие (2.50) справедливо для случая, когда теплоизоляционное покрытие не водонасыщено.
Условие (2.50) получено для случая, когда на поверхности грунта теплообмен задан граничными условиями первого рода. Если на поверхности грунта заданы граничные условия третьего рода, система граничных условий задачи о полном предотвращении промерзания грунта будет иметь вид:
(2.51)
где α — коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2·К);
Тп — температура поверхности теплоизоляционного покрытия, К.
Решение дифференциальных уравнений (2.41) приграничных условиях (2.51) аналогично предыдущей задаче будем искать в виде (2.43) и (2.44)
,
.
Подставив решения (2.43) и (2.44) в граничные условия (2.51), получим систему уравнений для определения постоянных коэффициентов А1, A2, В1 и В3.
откуда
(2.52)
Решая систему (2.52) относительно А1 , получим
или, обозначив относительные коэффициенты теплоотдачи и , получим
(2.53)
Подставляя значения В1 из (2.52) и А1 из (2.53) в общее решение
,
,
получим уравнение для оценки поля температур в теплоизоляционном покрытии при граничных условиях третьего рода
(2.54)
При х = d из (2.54) получим
(2.55)
откуда
(2.56)
При х = 0 общее решение (2.43) примет вид:
(2.57)
Согласно (2.53) и (2.57) имеем
откуда
(2.58)
Приравнивая правые части выражений (2.56) и (2.58), получим
или, поделив почленно на Н0, будем иметь условие полного предотвращения промерзания грунта при граничных условиях третьего рода
(2.59)
Обозначив , получим из (2.59) условие полного предотвращения промерзания грунта в безразмерном виде
Государственное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Кольский филиал Петрозаводского государственного университета...
Термодинамические параметры земной коры
Верхняя толща горных пород Земли называется земной корой. Земная кора простирается от поверхности Земли до границы Мохоровичича, которая отделяет земную кору от мантии Земли. Мощно
Источники тепла земных недр
Тепловое поле земной коры формируется в результате процесса теплообмена при наличии источников тепла. Теплообмен в земной коре осуществляется посредством теплопроводности, конвекции
Процессы теплопереноса в недрах Земли
Как было отмечено ранее, теплообмен в горных породах осуществляется теплопроводностью, конвекцией и излучением. Применительно к задачам горного производства весьма важной является з
Использование тепла земных недр
Геотермальные ресурсы разделяют на повсеместно распространенные и локализованные. Повсеместно распространенные геотермальные ресурсы представлены те
Месячные колебания температуры внешней среды
Для определения зависимости изменения температуры в зимний период используем значения среднемесячной температуры в данном районе. Обозначим среднемесячные температуры с октября по
Расчет глубины промерзания связанных пород
Рассмотрим случай промерзания связной породы при открытой разработке месторождений.
Сформулируем задачу: на поверхности полупространства в момент времени t=0 устанав
Сущность способа и область его применения
Проведение горных выработок в слабоустойчивых водоносных породах невозможно без специальных мероприятий по их упрочнению и понижению водопроницаемости.
При строительстве ш
Параметры образования ледопородных ограждений
Формирование ледопородных водонепроницаемых ограждений и подпорных стен производят с помощью серии замораживающих колонок, расположенных на равном расстоянии друг от друга. В этом с
Требования к тепловому режиму в подземных выработках
Тепловой режим в подземных выработках характеризуется совокупностью термодинамических параметров воздуха, окружающего массива, горной массы, машин и людей. Основными термодинамическими
Источники тепла в подземных выработках
Учет источников тепловыделения в выработках и определение их интенсивности необходимо для составления уравнений теплового баланса, на основании которых производят расчет необходимог
Термодинамическое разрушение талых рыхлых и связных пород
Как уже указывалось, что для очистки транспортных сосудов от налипшей горной массы применяют бесконтактный термодинамический способ. В качестве генератора высокоскоростной газовой
Коэффициенты диффузии
В выражениях для диффузионных газовых потоков коэффициенты молекулярной и турбулентной диффузии являются единственными параметрами, учитывающими свойства среды. Естественно, что э
Общие положения
Во многих случаях полезные результаты могут быть получены более простым интегральным методом.
Интегральный метод, или метод усредненных характеристик, основан на том фак
Выработка как объект вентиляции
Характер проявления газодинамических эффектов в горных выработках существенно зависит от характера движения воздуха в последних. Как известно, в практике шахтной аэрологии воздушные
Ограниченные потоки в системе выработок
Возникающие в выработках с ограниченными воздушными потоками газодинамические ситуации зависят от режима вентиляции, вида источника (точечный или линейный), характера газовыделения
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов