Расчетно-графическое задание

Вариант №15

По дисциплине: Термодинамика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Выполнил: студент / Моисеев С.А./

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

Проверил: ассистент / Хохлов С.В./

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург,

2012 г.

Задание:

Определить геотермическую ступень на угольном месторождении и температуру t угольного пласта, вскрытого наклонным стволом длиной L и углом наклона при глубинном тепловом потоке равном q.

Температура t на глубине 0 годовых амплитуд равна T₀ . До глубины залегания пласта существует 2 слоистые структуры пород со свойствами, изменяющимися по линейному и параболическому закону соответственно.

Дано: H0 = 30 м =30 о H1= (400 * N) м L= (2000 * N) м T0 = (5 * N) оС q0= (0,04 * N) Вт/м2   На H0 l1=(1,2 * N) Вт/(м×оС) На H1 l1=(1,4 * N) Вт/(м×оС) На H2 l2=(1,6 * N) Вт/(м×оС) На H3 l2=(1,8 * N) Вт/(м×оС)   Коэффициент N определяется по следующему принципу: N=1+№ студента в журнале/100. Например, студент Иванов И.И. записан в журнале под номером 15, коэффициент N для него будет равен 1,15 N= 1 +15/100=1,15

Градиент определить при среднеарифметическом и среднеинтегральном значении коэффициента теплопроводности по каждому из пластов. Температуру пласта сравнить с предельно допустимой температурой по правилам безопасности и сделать вывод о целесообразности использования холодильных машин.

Исходные данные

N=1+15/100=1,15

H₀ = 30 м

=30 ^о

H₁= (400 * N) =400*1,15=460м

L= (2000 * N) =2000*1,15=2300м

T₀ = (5 * N) =5*1,15=5,75 ^оС

q₀= (0,04 * N) = 0,04*1,15=0,046 Вт/м²

На H₀ l₁=(1,2 * N)= 1,2 * 1,15=1,38 Вт/(м×^оС)

На H₁ l₁=(1,4 * N)= 1,4 * 1,15=1,61 Вт/(м×^оС)

На H₂ l₂=(1,6 * N)= 1,6 * 1,15=1,84 Вт/(м×^оС)

На H₃ l₂=(1,8 * N)= 1,8 * 1,15=2,07 Вт/(м×^оС)

Порядок решения

1. Определим среднеарифметическое и среднеинтегральное значение коэффициента теплопроводности горных пород первого слоя.
• Определяем среднеарифметическое значение коэффициента теплопроводности горных пород первого слоя:

Вт/(м×^оС)

· Определяем среднеинтегральное значение коэффициента теплопроводности горных пород первого слоя:

Для этого необходимо найти значения коэффициентов a₁ и b₁, коэффициенты находим решением системы уравнений

l₁=a₁+b₁H₀

l₁=a₁+b₁H₁

Вычитаем одно уравнение из другого, получаем

l₁-l₁=b₁₍H_1- H₀₎

1,61-1,38= b₁₍460-30₎

b₁=430/0,23=5,35*10^-4

a₁=l₁-b₁H₀=1.38-5.35*10^-4*30=1,36 Вт/(м×^оС)

1. Определяем геотермический градиент на первом слое

Для среднеарифметического коэфф. теплопроводности:

Среднеинтегрального коэфф. теплопроводности:

1. Определяем температуру горных пород на Н₁

Для среднеарифметического коэфф. теплопроводности:

Среднеинтегрального коэфф. теплопроводности:

1. Определим среднеарифметическое и среднеинтегральное значение коэффициента теплопроводности горных пород второго слоя.

Определим мощность слоя H₂

H₂=L*sin(a)- H₁- H₀=2300*0.5-460-30=660м

H₃=30+460+660=1150м

• Определяем среднеарифметическое значение коэффициента теплопроводности горных пород второго слоя:

Вт/(м×^оС)

· Определяем среднеинтегральное значение коэффициента теплопроводности горных пород первого слоя:

Для этого необходимо найти значения коэффициентов a₂ и b₂, коэффициенты находим решением системы уравнений

l₂=a₂+b₂H²₂

l₂=a₂+b₂H²₃

Вычитаем одно уравнение из другого, получаем

l₂-l₂=b₂₍H²_3- H²₂₎

2,07-1,84= b₂₍1150²-460²₎

b₂=0,23/(1150²-490²)=2,12*10^-7

a₂=l₂-b₂H₁=1,84-2,12*10^-7*490=1,79

1. Определяем геотермический градиент на втором слое

Для среднеарифметического коэфф. теплопроводности:

Среднеинтегрального коэфф. теплопроводности:

1. Определяем температуру горных пород на Н₂

Для среднеарифметического коэфф. теплопроводности:

Среднеинтегрального коэфф. теплопроводности:

1. Сравнить температуру пласта с предельно допустимой температурой по правилам безопасности.

Согласно Правилам безопасности в угольных и сланцевых шахтах температура воздуха в действующих горных выработках у мест, где работают люди, не должна превышать 26 °С при скорости воздуха не менее 2 м/с и относительной влажности до 90 % или 25 °С при относительной влажности более 90 %.

При температуре свыше 26 град. С должны приниматься специальные меры по ее снижению.

1. Рассчитаем геотермическую ступень

Для среднеарифметического коэфф. теплопроводности:

Г

Среднеинтегрального коэфф. теплопроводности:

Г

Поиск по сайту: