Тема9.Тепловые свойствагорныхпород

Амплитудаколебаниймолекулиионовсростомтемпературыувеличивает-ся.Приэтомнаблюдаетсяпрямопропорциональнаязависимостьмеждуколи-чеством теплоты поглощаемойпородойиприростомтемпературы.

dQ

CdT

гдеdQ–количествотеплотыпереходящеевовнутреннююэнергиютела;dT–изменениетемпературыпороды;С–теплоемкостьпороды(показатель,характеризующийизменениетепловойэнергииприизменениитемпературынаодинградусКельвина).

ВеличинаС,отнесеннаякединицемассынагреваемогообъемапороды,на-зываетсяудельнойтеплоемкостьюпородыивыражаетсявДж/(кг·К).Опре-деляетсяпоформуле:

c^C

m

Коэффициенттеплопроводностипородλ,Вт/(мК).-этоколичествотепла,проходящегочерезединицуплощадивединицувремениприградиентетемпе-ратурыравномединице:

_ q

_QX

gradT

ST

dt

Теплопроводностьпородопределяетсяспособностьюминералов,изкото-рыхсостоит даннаяпорода,проводитьтепло.

Еслитеплопереходитчерезкакую-тограничнуюповерхностьизоднойпо-родывдругую,имеющейотличныеотпервойтепловыесвойства,тотакойпро-цессназываетсятеплопередачей.

Еслигорнаяпородаобладаетболеевысокойтемпературой,чемсоприка-сающаясяснейвнешняясреда,тоявлениетеплопередачиназываюттеплоот-дачей.

Количествотепла,отдаваемоговнагреваемуюсредуединицейповерхностителавединицувремени,приразноститемператур,равнойодномуградусу,называетсякоэффициентомтеплоотдачи:

_{k } dQ

Вт/м^2К

to _S

• T

• dt

Коэффициенттемпературопроводностиа(м²/час)характеризуетскоростьизменениятемпературыгорнойпородывследствиепоглощенияидиотдачите-пла.

Температуропроводность-параметр,зависящийотзначенийкоэффициентатеплопроводности,теплоемкости иплотности(λ,с,ρ₀)пород.

a ^

c₀

СвязьмеждуповышениемтемпературыdTирасширениемпородыdLмож-новыразитьуравнением:

dL

• LdT

гдеL-первоначальнаядлинаобразца;

β-коэффициентлинейногорасширения(град^-1),характеризующийспособ-

ностьгорнойпородыизменятьсвоилинейныеразмерыприизменениитемпе-ратуры.

Аналогичнаяформулаописываетобъемноерасширение пород.

dVV

• dT

гдеω-коэффициентобъемногорасширения;V-первоначальныйобъемобразца.

Теплотасгорания-количествотепла,выделяемогоприполномсгорании1

кг угля(дляантрацитов онаравна35МДж/кг).

Термохимическаястойкость-свойствоуглейсопротивлятьсяхимическо-му разложениюприихнагревании.

Спекаемость-свойстворазмягчатьсяпринагреваниибездоступавоздуха,переходитьвпластическоесостояниевинтервалетемператур350-470град.Сиобразовыватьтвердый спекшийсякусок.

Коксуемость-свойствообразовыватьпринагреваниибездоступавоздухакокс.

Выходлетучихвеществ-количествовыделенныхгазовпринагреве1кгугля бездоступавоздуха.

Термостойкость-этосвойствопородысопротивлятьсяразрушениюоттерможапряжежийприеенагреве.

Морозостойкость-характеризуетстойкостьвлажнойгорнойпородыиоцениваетсячисломцикловзамораживанияиоттаивания,врезультатекоторыхобразецтеряетсвоюмеханическуюпрочность.Этотпоказательучитываетсяпривозведенииинженерных сооружения.