Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Pimenov_shpory.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
262.66 Кб
Скачать

8. Тепловой поток. Теплопроводность. Температуропроводность.

Теплопроводность — направленный перенос внутренней тепловой энергии — процесс распространения теплоты от более, к менее нагретым объемам неравномерно нагретого вещества (без конвекции и излучения), способствующий выравниванию температуры среды.

Теплопроводность среды характеризует ее способность передавать тепловую энергию. Коэффициент теплопроводности l харак¬теризует количество тепла, проходящего в единицу времени через единицу площади при градиенте температуры 1°С на единицу длины.

l = Q/gradT , l = a×c×s, Вт/(м°С),

где a - температуропроводность, c - теплоемкость, s- плотность пород.

Температуропроводность - способность передавать температуру с большей или меньшей ее потерей на единицу длины. Единица измерения темпе-ратуропроводности – м 2 /сек: a = l/(сs).

Обратимся к простейшим примерам для понятия смысла параметров теплопроводности и температуропроводности. Возьмем железный стержень. При нагревании одного конца очень быстро ощущаем высо¬кую температуру на другом, нагретый металл быстро остывает. Это свидетельствует о высокой температуропроводности (15-18 м 2/сек) и теплопроводности (8-10 Вт/(м °С) и малой теплоемкости.

Вода, нефть обладают малой теплопроводностью и температуропроводностью, но зато большой теплоемкостью. Теплоемкость воды в 5 раз выше теплоемкости твердых пород и в 2 раза выше теплоемкости нефти.

Тепловой поток

Перенос тепла осуществляется кондуктивной теплопроводностью, т.е. передачей тепла от молекулы к молекуле; конвекцией (перемещением нагретых частиц жидкости или газа). В зависимости от преобладания механизма теплопереноса тепловой поток (ТП) носит название кондуктивного (молекулярного) – Qкд или конвективного – Qкв. В глубоких зонах земной коры, где подземные воды имеют чрезвычайно малую скорость движения, застойный режим, преобладает кондуктивный поток. В проницаемых же горизонтах, развитых в осадочной толще, существенное значение имеет конвективный тепловой поток, который может быть выше кондуктивного.

Плотность теплового потока прямо пропорциональна теплопроводности - l - и градиенту температуры gradT – для кондуктивного (молекулярного) потока. Тепловой поток оценивается величиной тепловой энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади.

Qкд = - lgradT, Вт/ м2

Плотность конвективного теплового потока пропорциональна скорости фильтрации жидкости - w, теплоемкости – с, плотности -s, температуре – Т.

Qкв = wcsТ

Кондуктивный тепловой поток формируется потоком тепла, приходящего из мантии и потоком тепла, генерированного в земной коре за счет распада в породах радиоактивных элементов. Плотность теплового потока возрастает от древних структур к более молодым. На докембрийских платформах в среднем он равен 3,9×10-2 Вт/м2; в зонах альпийской складчатости – 7,3×10-2 Вт/м2

На распределение плотности теплового потока кроме регионального гео-логического состояния земной коры влияет геологическое строение осадоч¬ной толщи, гидрогеологические условия, наличие дополнительных источни¬ков тепловой энергии.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]